Ausgabe 4 · November 2007
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Doppelt hellt besser
Wer bei Nacht schnell mit dem Rad unterwegs sein will und dabei immer wieder von entgegenkommenden Fahrzeugen geblendet wird, wünscht sich möglichst helles Licht aus dem Scheinwerfer. Nabendynamos und moderne Halogenscheinwerfer liefern da schon recht brauchbare Ergebnisse, insbesondere wenn 6-V-3-W-Halogenbirnchen statt der üblichen 6-V-2,4-W-Typen eingesetzt werden. Allerdings sind die von den Scheinwerfern ausgeleuchteten Bereiche meist zu schmal oder zu kurz, so dass man in Kurven ins unbekannt Dunkle steuert oder ein überraschend im Scheinwerferlicht aufgetauchtes Schlagloch direkt vor dem Vorderrad nicht mehr sieht.
Bastler sind deshalb schon vor 6 bis
Noch recht neu auf dem Markt sind LED-Scheinwerfer für den Betrieb am
(Naben-)Dynamo. Sie haben den Vorteil, dass das Leuchtmittel hier nahezu
ewig lebt – während die Halogen-Birnchen bei Schnellfahrern oft bereits
nach 30–
Hier sollen die Unterschiede verschiedener interessanter Nabendynamo-Doppelscheinwerfer-Kombinationen näher betrachtet werden. Die Auswahl ist auf typische handelsübliche Modelle beschränkt. Eigenbau-LED-Scheinwerfer mit den besten verfügbaren Komponenten aufgebaut liefern teilweise erheblich mehr Licht, allerdings verläßt man damit recht offensichtlichden strikten Rahmen der deutschen Straßenverkehrszulassungsordnung und blendet in den allermeisten Fällen entgegenkommende in erheblichem Maße.


Bild 1 zeigt wie es funktioniert: Eine herkömmliche Lichtanlage mit 6-V-2,4-W-Scheinwerfer und parallelem Rücklicht wird ergänzt durch einen Zusatzscheinwerfer mit 6-V-3-W-Halogenbirnchen und ggf. einem Kondensator.
Bild 2 demonstriert die Unterschiede verschiedener Nabendynamos in ihrer
Leistungsfähigkeit beim Betrieb von einem oder zwei Scheinwerfern. Alle
Messung erfolgten bei
a | Ein 12-Ω-Widerstand als Last. Die Effektivspannung (True-RMS-Wert) am Widerstand wird gemessen. Dies entspricht grob einer 6-V-3-W-Halogenlampe – also dem üblichen Fall einer »normalen« Lichtanlage am Nabendynamo. |
---|---|
b | Zwei 12-Ω-Widerstände in Reihe geschaltet. Gemessen wird die Spannung an einem Widerstand – entsprechend der Spannung an jeweils einer 6-V-3-W-Halogenlampe. Dieser Fall entspricht der Lösung von z. B. zwei Lumotec mit 6-V-3-W-Lampe in Reihe geschaltet am Nabendynamo. |
c, d, e | Zwei 12-Ω-Widerstände in Reihe geschaltet und zusätzlich ein nicht-polarisierter Elektrolyt-Kondensator in Reihe geschaltet: 220 µF, 330 µF oder 470 µF. Gemessen wird die Spannung an einem Widerstand – entsprechend der Spannung an jeweils einer 6-V-3-W-Halogenlampe. Der Fall mit 330 µF entspricht der Lösung von E6 und E6-Z in Reihe geschaltet am Nabendynamo, denn im E6-Z ist ein solcher in Reihe geschalteter Kondensator eingebaut. |
Ergebnis: Ein einzelner 6-V-3-W-Scheinwerfers an einem 28″-Nabendynamo
erreicht bei
Mit einem Kondensator in Reihe zu den beiden Scheinwerfern kann die
Spannung deutlich erhöht werden. Ein zu niedriger Kapazitätswert kann
sogar problematisch hohe Spannungen an den Scheinwerfern zur Folge haben.
330–470 µF haben sich bei 28″-Nabendynamos bewährt. Allerdings muss
sichergestellt werden, dass nie nur eine 6-V-3-W-Halogenlampe zusammen mit
einem Serien-Kondensator betrieben wird, weil dabei Spannungen von weit
über
Der SON20 im 28″-Rad betrieben läuft zwar schön leichtgängig, ist aber zu
schwach, um sinnvoll zwei Scheinwerfer in Reihe zu betreiben. Bei Tempo 30
liegen nur
Der leistungsfähigste Nabendynamo für den Betrieb von zwei Scheinwerfern ist der Shimano DH-3N71. Mit Serienkondensator betrieben kommt man allerdings leicht in gefährlich hohe Spannungsbereiche. Die Unterschiede der elektrischen Eigenschaften von Nabendynamos für »große« Laufräder sind aber insgesamt nicht weltbewegend. Deshalb wird im folgenden exemplarisch das Verhalten am SON28 betrachtet.

Ein SON28 im 28″-Laufrad wird bei Geschwindigkeiten von 5–
Ergebnis: Die Verwendung eines Serien-Kondensators ist interessant um bei
Geschwindigkeiten von mehr als
Da nicht-polarisierte Elektrolyt-Kondensatoren schwierig beschaffbar sind,
kann man sich gut auch damit behelfen, zwei baugleiche polarisierte Elkos
entgegengesetzt gepolt in Reihe zu schalten. Die resultierende Kapazität
dieser Kombination ist halb so groß wie deren Nennwert. Zwei Kondensatoren
mit 1.000 µF/

Verschiedene Leuchten und deren Kombination als »Doppel-Scheinwerfer«
werden an einem SON28 im 28″-Laufrad bei Geschwindigkeiten von 10–
a | ein E6 mit 6-V-3-W-Halogenlampe |
---|---|
b | ein E6 und ein E6-Z (mit integriertem 330 µF-Serienkondensator) in Reihenschaltung jeweils mit 6-V-3-W-Halogenlampen, die Lichtkegel sind nebeneinander deutlich überlappend angeordnet |
c | zwei Lumotec in Reihenschaltung jeweils mit 6-V-3-W-Halogenlampen ohne Serienkondensator, die Lichtkegel sind nebeneinander deutlich überlappend angeordnet. |
d | ein Inoled Inolight 10+ LED-Scheinwerfer |
e | zwei Inoled Inolight 10+ LED-Scheinwerfer in Parallelschaltung (!), Lichtkegel auf den gleichen Bereich ausgerichtet |
f | ein DLumotec Oval S+ LED-Scheinwerfer |
g | ein DLumotec Oval S+ LED-Scheinwerfer und ein E6-Z in Reihenschaltung jeweils mit 6-V-3-W-Halogenlampen, die Lichtkegel sind auf den gleichen Bereich ausgerichtet |
Ergebnis: Die Kombination E6 plus E6-Z in Reihenschaltung ist bei 20–
Derzeit handelsübliche Dynamo-LED-Scheinwerfer sind nur bei weniger als
Die Kombination Oval S+ und E6-Z ist interessant, weil sie bei schneller Fahrt viel Licht (in erster Linie durch den Halogenscheinwerfer) ermöglicht aber bei langsamer Fahrt kein manuelles zurückschalten auf nur einen Scheinwerfer erforderlich macht.
Die Inolight 10+ sind aufgrund Ihres eingebauten Schalt-Reglers nicht für
eine Reihenschaltungs-Kombination geeignet. Bei schneller Fahrt nehmen sie
immer weniger Strom auf – dafür steigt die Eingangsspannung. Es ist aber
möglich zwei Inolight 10+ parallel zu betreiben und damit die
Lichtausbeute nahezu zu verdoppeln. In manchen Geschwindigkeitsbereichen
kommt es allerdings zu Helligkeitsschwankungen, weil die Schaltregler
nicht für diese Nutzung ausgelegt sind. Eindrucksvoll ist die hohe
Lichtausbeute bereits bei <
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Bild 5a: Lumotec | Bild 5b: Zwei Lumotec |
Lichtfeld mittlerer Breite, leicht ausgefranste Ränder. Auf der Straße recht kurzer ausgeleuchtetes Bereich (hier als »niedrig«) sichtbar. |
Lumotec-Lichtkegel kann man wie abgebildet nebeneinander mit
leichter seitlicher Überlappung ausrichten. Da man aber mangels
Serienkondensator bei < |
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Bild 5c: E6 | Bild 5d: E6 und E6-Z |
Der E6 erzeugt ein helles aber recht schmales Lichtbündel. Von allen Dynamoscheinwerfern ist der Lichtkegel des E6 am »längsten« und mit dem weichsten, gleichmäßigsten Übergang von wenig Licht am unteren Rand sich steigernd zu maximaler Helligkeit am oberen Rand. |
E6 und E6-Z richtet man am sinnvollsten so aus, dass die Lichtfelder
nahezu nebeneinander liegen und nur wenig überlappen. So erreicht
man eine sehr helle Fahrbahnausleuchtung von für Straßenfahrt
ausreichender Breite. Bei unter |
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Bild 5e: Inolight 10+ | Bild 5f: Zwei Inolight 10+ |
Der Inolight 10+ hat eine sehr angenehme Lichtverteilung mit schmalem, hellen Bereich an der oberen Kante und breiter ausgeleuchtem Nahfeld. Die Breite reicht auch für Fahrten auf kurvigeren Wegen aus. Ähnlich wie der Lumotec ist das Lichtfeld aber auch etwas »kurz«. Für eine LED erreicht der 10+ eine recht brauchbar »weiße« Lichtfarbe. | Da jeder Inolight 10+ für sich bereits breit genug ausleuchtet – aber vergleichsweise wenig hell im Kernbereich ist, richtet man die Kombination von zwei Inolight 10+am besten exakt gleich oder leicht übereinander an, um seine vertikale »Kürze« etwas auszugleichen. |
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Bild 5g: Oval S+ | Bild 5h: Oval S+ und E6-Z |
Verglichen mit dem Inolight 10+ zeigt der Oval S+ eine recht ungleichmäßige Lichtverteilung. Das helle Mittelfeld läuft weich zu den Rändern aus. Er zeigt eine relativ blaue Lichtfarbe. | Wenn man den Oval S+ etwas niedriger ausrichtet als den E6-Z dient der Oval S+ zur etwas breiteren Ausleuchtung des Nahbereichs. Störend ist die sehr unterschiedliche Lichtfarbe. Man meint blaue und gelb-orange Bereiche zu sehen. |
Die Scheinwerfer werden an einem SON28 bei
Alle Aufnahmen sind mit den gleichen, manuellen Kamera-Einstellungen
photographiert. Um das Auge auf das wesentliche zu lenken, wurden die
Aufnahmen mittels »Floyd-Steinberg-Dithering« in grobes
Schwarz-Weiß-Bilder umgewandelt. Diese Fotos geben nur einen qualitativen
Eindruck der Lichtverteilung und erlauben einen groben Vergleich von
Breite/Länge/Form des Lichtfeldes.
Die Helligkeit kann damit nicht verglichen werden. Gerade das Bild 5f mit
zweimal Inolight10+ wirkt sehr hell, obwohl es E6 plus E6-Z bei zügiger
Fahrt deutlich unterlegen ist.
Bei den ohnehin schön breit ausleuchtenden Inolight 10+ liegen die Lichtkegel genau an der gleichen Position. Bei der Kombination Oval S+ und E6-Z ist der Oval S+ etwas niedriger ausgerichtet, um in der Praxis besonders den Nahbereich bei langsamer Fahrt gut auszuleuchten, während der E6-Z als Fernlicht weite Sicht bei schneller Fahrt ermöglicht.

Mehr Licht zumindest bei schneller Fahrt wird kaum ein Radfahrer ablehnen,
sofern er nicht finanzielle oder ästhetische Bedenken gegenüber
Anschaffung oder Montage eines zweiten Scheinwerfer hegt. Mehr
Antriebsleistung in den Nabendynamo mag aber kaum jemand stecken – gerade
wenn er schnell fahren will. Bei den Messungen für Bild 2 wurde deshalb
auch die Antriebsleistung des Nabendynamo (bei
Elektrische Last | 1 × |
2 × |
2 × |
---|---|---|---|
Elektrische Leistung | |||
Antriebsleistung | |||
Wirkungsgrad |
Wer mehr Licht haben will bekommt also nichts geschenkt, aber für doppelt
soviel elektrische Leistung und somit doppelt soviel Licht benötigt man
weit weniger als doppelt soviel mechanische Antriebsleistung. Grund dafür
ist, dass ein erheblicher Teil der Nabendynamoverluste unabhängig davon
ist, wie groß der Lastwiderstand ist. Verluste an Lagern und Dichtungen
bleiben gleich aber auch die Verluste durch den 2–
Abschließende Worte: Was ist nun die ultimative Nabendynamo-Lichtanlage? Das kann man leider so eindeutig nicht beantworten, da Fahrgeschwindigkeiten, Wegewahl, Verkehrsdichte und das Nachtsehen sich sehr stark unterscheiden. Der an Winterabenden auf geraden Landstraßen trainierende Rennradfahrer wird vermutlich mit E6 und E6-Z maximal helles Licht auf einem immer noch recht schmalen aber langem Band bevorzugen. Der Mountainbiker auf kurvigem Waldweg wird seine Freude am breiten, weichen Licht von zwei Inolight10+ haben, die dies auch schon bei reichlich Schrittgeschwindigkeit liefern und zudem auch bei einem Halt noch brauchbar den Weg beleuchtet. Der Alltagsradler mit gelegentlich schnellen Etappen über Land könnte die Kombination Oval S+ und E6-Z mögen, da sie ihm den Komfort von Dämmerungsautomatik und Standlicht mit dem weitreichenden Fernlicht verbindet. Individuelles Finetuning der Lichtverteilung ist dann noch durch Montagehöhe der Scheinwerfer und Ausrichtung zueinander möglich.
Doppel-Doppel
Bis zum September 2007 war »Doppelt hellt besser« auf der Höhe der Zeit. Auf den Herbstmessen wurden nun aber zwei neue StVZO-fromme LED-Scheinwerfer vorgestellt, die allein schon doppelt so hell leuchten wie bisher übliches: Der Busch&Müller Lumotec IQ Fly und der Inoled Inolight 20+ Modell 2008. Beide Leuchten verwenden die Cree XR-E 7090 LED, die deutlich effizienter arbeitet als die Luxeon-LEDs der älteren Scheinwerfer-Generation. Zudem ist die licht-emittierende Fläche klein und der Abstrahlwinkel eng, was eine saubere Lichtbündelung mit vergleichsweise kleinem Reflektor möglich macht.

Der neue Inolight20+ (Modell 2008) unterscheidet sich kaum vom zuvor getesteten Inoled 10+. Der wesentliche Unterschied ist die Cree-LED anstelle einer Luxeon PW09. Das Lichtfeld ist ähnlich geformt mit leicht schärferen Konturen. Da nur ein einzelnes Vorserien-Exemplar vorlag waren Doppelscheinwerfer-Versuche nicht möglich. Um eine Beschädigung der Elektronik bei schneller Fahrt sicher auszuschließen, wurde der Inolight20+ stets mit einem Rücklicht Dtoplight+ betrieben, was ihn bei langsamer Fahrt etwas schlechter abschneiden läßt als den IQ Fly ohne Rücklicht. Eine Parallelschaltung wird beim Inolight 20+ ebenso wie beim Inolight 10+ möglich sein. Sie hat den Vorteil, dass die Schaltregler wie auch die LEDs bis zu hohen Geschwindigkeiten hin sehr effizient arbeiten und man das etwas kurze Lichtfeld durch vertikalen Winkelversatz ausgleichen kann.
Der Lumotec IQ Fly leuchtet etwas schmaler als der Inoled, dafür ist das
Haupt-Lichtfeld länger und auch das Nahfeld wird gut durch diffuses Licht
erhellt. Der Schaltregler im IQ arbeitet als Strom-Verdoppler, was die LED
bei schneller Fahrt ohne Rücklicht mit bis zu

Die Messungen für obiges Diagramm erfolgten mit dem selben Messaufbau wie für Bild 4. Zum leichteren Vergleich wurden die Werte für den Halogenscheinwerfer E6 und dessen Kombination mit dem E6-Z hier ebenfalls aufgenommen.
Der IQ-Parallelbetrieb mit 330 µF stellt das Optimum dar, was mit derzeit
käuflichen Dynamo-Scheinwerfern bei langsamer Fahrt bis
Fazit: Die neuen LED-Scheinwerfer stellen einen deutlichen Fortschritt dar und sind für sich allein in allen Fahrgeschwindigkeitsbereichen bereits heller als selbst die besten Halogenscheinwerfer. Allerdings werden die LEDs bei schneller Fahrt sehr heiß und damit ineffizient betrieben. Wer es sich leisten kann oder will, kann mit Doppelscheinwerfer-Lösungen eindrucksvoll helle und effiziente Nabendynamo-Lösungen realisieren.
Zum Autor
Andreas
Oehler (40) arbeitet als Maschinenbauingenieur beim
Fahrradbeleuchtungshersteller Schmidt Maschinenbau. Ehrenamtlich leitet
er den ADFC Fachausschuß Technik.