Beleuchtung

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Ausleuchtung im Dunkeln

Die Fahrradbeleuchtung ist eine Fahrzeugbeleuchtung am Fahrrad. Sie dient dazu, während der Fahrt dem Fahrer Sicht auf den Fahrweg zu verschaffen und anderen Verkehrsteilnehmern zu erleichtern, das Fahrrad schnell wahrzunehmen.

Für die frühen Fahrräder verwendete man zunächst Leuchtentypen, die von anderen Fahrzeugarten übernommen und der Konstruktion des Fahrrads angepasst wurden. Dabei kamen Fahrradlampen und Laternen mit Kerzen als Leuchtquelle, kleine Öllampen, Petrollampen und Karbidlampen vor.

Heute wird die Fahrradbeleuchtung mit aktiven Elementen elektrisch betrieben.

Die Beleuchtung umfasst aktive und passive Elemente, eine Stromquelle und die Verkabelung. Aktive und passive Elemente unterscheiden sich in ihrer Funktion dadurch, dass aktive Elemente Licht ausstrahlen - Batterie oder Dynamobetrieben - und passive Elemente lediglich fremdes Licht reflektieren. Passive Elemente arbeiten ohne Stromzufuhr.

Aktive Beleuchtungselemente

Die Untersagung der Weiterfahrt bei fehlender Leuchtenfunktion muss bei fehlendem Tageslicht hingenommen werden (mindestens wegen Fremdgefährdung). Das Fehlen von Leuchten oder deren Defekt kann auch bei Tag zu einer gebührenpflichtigen Verwarnung führen.

Frontscheinwerfer

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Moderner Fahrradscheinwerfer

Der Frontscheinwerfer strahlt weißes Licht aus. Lichtquelle ist entweder eine herkömmliche Glühlampe, eine Halogenlampe oder auch eine oder mehrere LED. Für letztere hat sich der Begriff LED-Scheinwerfer durchgesetzt. Der Frontscheinwerfer strahlt das Licht gerichtet vor das Fahrrad. Die geforderte Form des Lichtbündels wird durch Reflektoren und ggf. durch Streuscheiben realisiert. Die in von einem Dynamo gespeisten Frontscheinwerfern verwendeten und nach StVZO zulässigen Glühlampen haben eine Leistungsaufnahme von 2,4 Watt bei 6 V Betriebsspannung (bzw. auch 4,8 W bei 12 Volt). Die Frontleuchten können zusätzlich mit einer weißen Standlicht-LED ausgestattet sein, die über einen in die Leuchte integrierten Kondensator mit Strom versorgt wird.

Rückleuchte

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LED-Rücklicht

Die Rückleuchte strahlt rotes Licht aus. Das Licht strahlt durch eine Streuscheibe diffus nach hinten. Lichtquelle ist entweder eine Glühlampe oder eine oder mehrere LEDs. Die Rückleuchte wird entweder durch den Dynamo oder durch Batterien gespeist. Die Glühlampe eines dynamobetriebenen Rücklichts hat eine Leistungsaufnahme von 0,6 Watt bei 6 V. Die meisten moderneren LED-Rückleuchten verfügen über eine Standlichtfunktion, die entweder über Batterien oder über einen während der Fahrt aufgeladenen Kondensator versorgt wird. Vorgeschrieben ist eine Standlichtfunktion in Deutschland bisher nicht. Besonders batteriebetriebene Rückleuchten verfügen neben dem Dauerleuchten auch noch über eine Blink-Funktion, deren Verwendung nach dem deutschen Straßenverkehrsrecht jedoch nicht erlaubt ist, nach dem österreichischen Straßenverkehrsrecht hingegen schon. Der Sinn von blinken Positionsleuchten im Straßenverkehr ist umstritten, denn sie sind schlechter zu orten und zu verfolgen, auch wenn sie auffälliger und eventuell stromsparender als Dauerleuchten sind.

Passive Beleuchtungselemente

Retro-Reflektoren

Retro-Reflektoren strahlen das Licht von fremden Lichtquellen (z. B. aus Fahrzeugscheinwerfern) direkt zu diesen zurück. Dabei hängt der Helligkeitseindruck auch von der Fläche der Reflektoren ab. Besser erkennbar als das "punktuelle Katzenauge" sind daher Großflächenreflektoren. Wichtig sind vor allem die in Fahrtrichtung von hinten (rot) und vorn (weiß) sichtbaren Reflektoren, da sie z. B. bei ausgefallener Eigenbeleuchtung eine gewisse Sichtbarkeit gewährleisten. Sie sind daher ein wichtiger Teil der Fahrradbeleuchtung. Die Wirkung von Reflektoren, die das Fahrrad als Fahrrad (Konturerkennung) erkennbar machen (Reflexmaterialien an Reifen, Felgen Speichen, Pedalen) sind in ihrer Wirksamkeit umstritten.

Folgende Reflektoren werden durch die deutsche Straßenverkehrs-Zulassungs-Ordnung StVZO vorgeschrieben:

• ein weißer Reflektor nach vorne, der im Frontscheinwerfer integriert sein darf
• ein roter Reflektor nach hinten, der höchstens 60 cm über dem Boden angebracht sein darf
• ein roter Großflächenreflektor (Z-Reflektor); einer der beiden nach hinten weisenden Reflektoren darf in der Rückleuchte integriert sein
• je Pedal jeweils ein nach vorne und ein nach hinten wirkender gelber Reflektor, zusätzliche seitlich wirkende Reflektoren sind zulässig
• mindestens vier (zwei Bauteile zu je zwei Reflektoren) gelbe Reflektoren im Vorderrad
• mindestens vier (zwei Bauteile zu je zwei Reflektoren) gelbe Reflektoren im Hinterrad

Die Reflektoren in den Laufrädern / "Katzenaugen" können auch alternativ durch folgende Reflexprodukte ersetzt werden:

- Zwei mit weißem Reflexstreifen versehene Reifen oder - Zwei weiße, ringförmig zusammenhängende Reflexstreifen zwischen den Speichen.

Speichenreflektoren und reflektierende Reifen oder Speichenringe dürfen zusammen eingesetzt werden. Weitere gelbe Reflektoren, die seitlich wirken, dürfen ebenfalls eingesetzt werden.

Weitere passive Beleuchtungseinrichtungen sind an Fahrrädern in Deutschland nicht zulässig. Es liegt im Ermessen des kontrollierenden Polizeibeamten, weitere Einrichtungen zu kontrollieren. Die Untersagung der Weiterfahrt bei unzulässigen Reflektoren muss nicht hingenommen werden.

Stromquellen am Fahrrad

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Nabendynamo

Die aktive Beleuchtung wird an einem Fahrrad entweder per Dynamo oder per Batterie betrieben.

Dynamobetrieb

Der Dynamo ist ein Wechselstromgenerator, der oberhalb seiner Nenndrehzahl einen näherungsweise konstanten Wechselstrom (Konstantstromquelle) abgibt. Nach StVO beträgt dieser Strom 500mA und muss ab 15 km/h zur Speisung einer 6-Volt- oder neuerdings alternativ 12-Volt-Beleuchtung zur Verfügung stehen. Daraus ergibt sich eine elektrische Leistung von 3 Watt (6 Watt bei 12V-Beleuchtung). Die Leistung sinkt bis zu einer typischen Mindestdrehzahl ab und die Lampe erlischt im Stand.

Bei Steigerung der Fahrgeschwindigkeit und entsprechend der Dynamodrehzahl steigt die Lampenleistung geringfügig an. Eine Regelung des Dynamos ist für den normalen Betrieb nicht notwendig.

Es gibt unterschiedliche Bauformen der Fahrraddynamos:

• Seitenläuferdynamo
• Walzendynamo
• Speichendynamo
• Nabendynamo

Der Vorteil von Dynamos ist ihre ständige Verfügbarkeit. Nachteile von Reibraddynamos (Seitenläufer, Walzendynamo) sind das Durchrutschen bei feuchtem Reifen oder Schnee und die Abnutzung des Reibrades bzw. der Walze.

Wenn ein Fahrraddynamo eine Konstantstromquelle wäre, könnte der Wechselstrom nach Gleichrichtung eine Leuchtdiode (LED) direkt treiben. Zum Schutz der nicht ganz billigen LEDs wird jede Fahradleuchte mit einer integrierten Begrenzungselektronik, Z-Diode, ausgerüstet.

Batterie-/Akkubetrieb

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LED-Akku-Scheinwerfer

Batteriebeleuchtung arbeitet üblicherweise mit 3 bis 6 V Gleichspannung. Per Stecksystem können die Lampen schnell am Fahrrad angebracht werden.

Vorteilhaft sind die einfache Montage und dass im Gegensatz zu Dynamobetrieb der Tretwiderstand des Fahrers nicht erhöht wird. Ein Nachteil ist, dass die Beleuchtung nicht beliebig lange betrieben werden kann. Sie versagt, sobald die Batterien oder Akkus entladen sind. Die starke Diebstahlgefährdung der Stecklampen kann gemindert werden, indem man die kleinen Kunststoffhebel des Ablösemechanismusses abschneidet (am besten mit einer heißen Klinge), so dass diese nur noch mittels eines kleines Schlitzschraubendrehers gelöst werden können.

Batteriebeleuchtung ist in Deutschland als alleinige Beleuchtung nur bei Rennrädern unter 11 kg zulässig. Eine geplante Änderung, diese Ausnahmeregelung auf Mountainbikes (unter 13 kg) auszuweiten, ist bis heute (Stand Januar 2008) nicht verabschiedet worden.

In Deutschland ist es zulässig, eine funktionierende, auf Dynamoversorgung basierende Beleuchtung mit einem Akku zu betreiben. Damit lassen sich die meisten Nachteile der unterschiedlichen Systeme Dynamo- und Akkubeleuchtung aufheben.

Standlicht

Im Handel erhältlich oder bereits montiert sind Front- und Rückleuchten mit Standlichtfunktion. Derartige Leuchten leuchten beispielsweise im Stand bis zu fünf Minuten nach. Die erforderliche elektrische Energie wird entweder während der Fahrt vom Dynamo abgenommen und in einem speziellen Kondensator in der Leuchte gespeichert oder einer Batterie in der Leuchte entnommen. In LED-Scheinwerfern und LED-Rücklichtern kann eine einzelne LED auch die Funktion des Standlichtes übernehmen.

Verkabelung

Verkabelung ist bei dynamobetriebener Beleuchtung notwendig, um den Dynamo mit den beiden Lampen zu verbinden. Man unterscheidet einadrige und zweiadrige Verkabelung.

Einadrige Verkabelung

Diese Verkabelung leitet den Strom über ein Kabel zur Lampe und benutzt den Rahmen als Rückleitung. Die Anschlüsse an Dynamo und Lampe erfolgen mit Schraube und Rändelmutter als leicht nachstellbare Verbindung. Dieses Konzept wurde vor allem bei Fahrrädern bis ca. 1980 verwendet. Nachteil dieser Verkabelung ist, dass durch den geringeren Leitwert und die Korrosion am metallischen Rahmen die Stromführung vermindert wird. Hingegen ist diese Lösung robuster, weil lediglich eine stromführende Ader beschädigt sein kann. Geringfügig wird durch den elektrischen Strom der Verschleiß der stromdurchflossenen Lager, beispielsweise im Tretlager erhöht.

Kabelführung durch den Rahmen

Zur Verbesserung der Haltbarkeit werden die Kabel seit 1980 durch Bohrungen in den Rahmen geführt. Ein Tausch dieser Kabel ist nur nach Ausbau des Tretlagers möglich. Es gibt heute Aber auch Versionen, bei denen das Kabel kurz vor dem Tretlager aus dem Rahmen wieder aus dem Unterrohr herausführt und nach dem Tretlager wieder durch die Kettenstrebe geführt wird.

Zweiadrige Verkabelung

Diese Verkabelung leitet den Strom über eine Ader eines zweiadrigen Kabels zur Lampe und über eine zweite Ader zum Dynamo zurück. Dieses Konzept bietet höhere Ausbeute gegenüber der einadrigen Verkabelung wegen der besseren Leitfähigkeit der Kupferleiter. Allerdings ist die Zuverlässigkeit wegen der meist schwachen Verbindungselemente geringer. Außerdem sind die Kupferleiter meist recht dünn ausgeführt und korrodieren schnell, bis sie brechen. Das Stromführende Kabel ist schwarz, das Massekabel schwarz mit einer weißen Linie. Die Anschlüsse an Scheinwerfer, Rücklicht und Dynamo sind meistens entweder mit + und - gekennzeichnet.

Verbesserung der Funktionssicherheit

Obwohl die Anschlüsse der Lampen und Dynamos meist als Kabel-Steckfeder ausgeführt sind, werden nur selten die exakt dazu passenden Kabel-Steckschuhe verwendet. Die entsprechenden Verbindungsteile und die Kabel höheren Querschnitts sowie die Klemmwerkzeuge sind im Automobilteile-Handel erhältlich.

Folienverkabelung

Kunststoffbauteile (z. B. Schutzbleche, Carbonrahmen) erfordern spezielle Einrichtungen für die Stromführung. Zum Anschluss des Rücklichtes gibt es beispielsweise Kunststoffschutzbleche mit integrierten Doppelleitungen, die meist aus einer aufkaschierten Kupferfolie bestehen. Wegen der ungeschützten Verlegung treten häufig Kontaktprobleme infolge der Korrosion dieser Folien auf oder die Folien brechen aufgrund der Flexibilität der Schutzbleche. Somit kann bei einem Ausfall der Beleuchtung mit leitenden Schutzblechen zuerst von einem Bruch dieser Leitungen ausgegangen werden.

Gesetzliche Regelungen

Ausgelagert aus Artikel, siehe:

• Beleuchtungsvorschriften (Deutschland)
• Beleuchtungsvorschriften (Österreich)
• Beleuchtungsvorschriften (Schweiz)

Literatur

• Fritz Winkler, Siegfried Rauch: Fahrradtechnik Instandsetzung, Konstruktion, Fertigung. 10. Auflage, BVA Bielefelder Verlagsanstalt GmbH & Co. KG, Bielefeld, 1999, ISBN 3-87073-131-1
• Michael Gressmann, Franz Beck, Rüdiger Bellersheim: Fachkunde Fahrradtechnik. 1. Auflage, Verlag Europa Lehrmittel, Haan-Gruiten, 2006, ISBN 3-8085-2291-2

Weblinks

• Umfangreiche Studie zur Fahrradbeleuchtung sowie Lampen- und Dynamotests

en:Lights