Wie kann man die Beleuchtung an alten Fahrzeugen verbessern?

Viele Mopedfahrer bewegen vor allem in den kälteren Jahreszeiten, ihre Fahrzeuge häufig bei Dämmerung oder Dunkelheit. Bei schlechten Sichtverhältnissen und nicht angepasster Geschwindigkeit, taugen schwache 15 Watt Scheinwerfer nicht wirklich für zeitgemäße Verkehrssicherheit.  Dabei könnte man bei zahlreichen älteren Fahrzeugen mit moderatem Aufwand, die Beleuchtung spürbar verbessern und so auch sinnlose Unfälle vermeiden!  Manche Generatoren der 80er Jahre in Sternform können  bis zu 100 Watt leisten, 12 Volt 25 bis 35 Watt Scheinwerfer lassen sich auch schon mit kleinen Magnetzündergeneratoren versorgen und könnten so die Verkehrssicherheit schon erheblich verbessern! Ein weiterer unbezahlbarer Vorteil ist auch die Tatsache, dass 12 Volt Motorradlampen überall verkauft werden. Veraltete 6 Volt Lampen findet man kaum noch auf der Durchreise und die Qualität der noch erhältlichen 6 Volt Leuchtmittel, wird auch immer schlechter.

Frühere Klein und Leichtkrafträder wurden überwiegend mit 6 Volt 35 Watt Biluxscheinwerfern ausgerüstet, deren hohe Ströme zwischen 5½ bis 6 Ampere verursachen aber erhebliche thermische Verluste an Leitungen, Schaltern, Steckverbindern und lassen niederohmige Lampen bei tiefen Drehzahlen nur noch glimmen. Bei hohen Drehzahlen erhitzen sich elektrische Verbindungsstellen, verschleißen frühzeitig und erhöhen so die Übergangswiderstände noch stärker. An 12 Volt Leuchtmitteln mit gleicher Leistung fließt nur der halbe Strom, Leitungen und Kontakte würden geschont und nicht so hoch belastet, die thermische Verlustleistung beträgt aber bei halbem Strom  nur 25%! In diesem Fall bliebe mehr Energie für die Beleuchtung am Moped übrig, was ich mit einem einfachen Lichtspulenumbau eines 6 Volt 40 Watt Magnetzündergenerators von Ducati, eindrucksvoll demonstrieren will. Eine gute Lichtspule sollte bis zum Rand des Spulenkörpers mit möglich dicken Kupferlackdraht bewickelt sein, um deren inneren Verluste sehr niedrig zu halten. Auf dieser 6 Volt 40 Watt Ducati Lichtspule wurde aber nur mit 3 Wicklungslagen 0,95mm Kupferlackdraht verlegt, was gegen jede Vernunft spricht. Ich verlegte deshalb 5 Wicklungslagen mit gleich dickem Kupferlackdraht und und führte mit beiden Lichtspulen vergleichende Messungen am Lima Prüfantrieb durch.

Obwohl die Windungszahl der umgewickelten Lichtspule nur um 69% erhöht wurde, haben wir an einer stärkeren 12 Volt 45 Watt Lampe schon bei moderaten 1000 Upm im Verhältnis zur 6 Volt 40 Watt Lampe, um gut 15% höhere Betriebsspannung am Glühfaden. Die zugeführte elektrische Leistung ist in diesem Fall sogar um ca. 43% höher, dabei habe ich die Leitungsverluste am Kabelbaum des Fahrzeuges gar nicht nachgebildet, dort würden an der 6 Volt 40 Watt Lampe auch noch 8 Watt zusätzlich bei Höchstdrehzahl verheizt, wenn der Leitungswiderstand 0,2 Ohm betragen würde. An der stärkeren 12 Volt 45 Watt Lampe schlagen die Leitungsverluste nur mit 3 Watt zu Buche, also gewinnen wir weitere 5 Watt für das Fahrlicht. Nützen wir eine 12 Volt 35 Watt Scheinwerferlampe und einen zeitgemäßen AC/DC Spannungs/Laderegler, wird die erwünschte Betriebsspannung schon viel früher erreicht. In diesem Fall liegen bei 4000 Upm schon 12,32 Volt am Glühfaden der Scheinwerferlampe an und gleichzeitig fließen auch noch 370 mA Ladestrom, zu einem 12 Volt Akku für elektrische Verbraucher wie Bremslicht, Blinker und Hupe.

Permanente 6 Volt Gleichstromverbraucher wie Rücklicht und Instrumentenbeleuchtung, überfordern an alten Mopeds kleine Bordakkus im Stadtverkehr, weil bei tiefen Motordrehzahlen der Ladestrom nicht reicht. Die bescheidene elektrische Energie aus 6 Volt 1 Ah NiCd Akkus wird schnell verbraucht, dann bricht die Stromversorgung  unerwartet zusammen, wenn man die Blinker länger betätigt. Deshalb ist es bei hellem Tageslicht sogar lebensgefährlich, wenn man  auf stromhungrige und sehr träge ansprechende "6 Volt 21 Watt" Fartrichtungsanzeiger vertraut? Als unsere betagten Fahrzeuge produziert wurden, dachte noch niemand an "Licht bei Tag" fahren, diese Probleme waren damals nicht im heutigen Umfang vorhersehbar! Mit ultrahellen Leuchtdioden und zeitgemäßer Optimierung auf 12 Volt Betriebsspannung könnte man solchen Ärger zufriedenstellend vorbeugen und die Verkehrssicherheit erheblich verbessern, auch wenn es laut STVO nicht ganz legal ist.

Bei einspurigen Fahrzeugen bis mitte der 70er Jahre, ist die Lichtausbeute bei niedrigen Drehzahlen überwiegend sehr schlecht. An ungeregelten Magnetzündergeneratoren mit schwach magnetisierten Polrädern, kann man bei tiefen bis mittleren Drehzahlen, erzwungene selektive Reihenresonanz der Lichtspule nützen. Das bewirkt eine Generator-Leistungsunterstützung ähnlich wie Turboaufladung, am stärksten merkt man diesen Effekt bei Generatoren mit hohen Leerlaufspannungen. Bei Verwendung von 12 Volt 60/55 Watt H4 Halogenlampen ist diese Eigenschaft am stärkeren Fernlichtfaden sehr nützlich. Dieser einfache Trick funktioniert aber nicht an thyristorgesteuerten Spannungsbegrenzern, solche Geräte würden möglicherweise sogar zerstört. Dafür kann man (entgegen allgemeinen Schulwissen) auch preiswerte Elkos (gepolte Kondensatoren) mit niedrigen ESR verwenden, um aber Elkos in Wechselstromkreisen nicht zu zerstören, müssen sie ausreichend Spannungs (ca. 20 fache Nennspannung) und Wellenstromfest sein. 

Gepolte Kondensatoren (Elkos) bilden in richtiger Spannungsrichtung eine elektrisch sperrende Oxidschicht auf der Anodenoberfläche, in Gegenpolrichtung hat diese Oxidschicht halbleitende Eigenschaften. Wird die Polarität umgekehrt, so kann, wenn die Falschpolspannung über einen Schwellenwert hinausgeht, ein Strom fließen. Dann bildet sich die Oxidschicht zurück und es kann zu Durchschlägen durch das Oxid kommen. Überschreitungen der zulässigen Umpol oder Falschpolspannung, führen zum Kurzschluss und somit zur Zerstörung des Elkos. Die Höhe der maximal zulässigen Falschpolspannung hängt unter anderem vom Aufbau und der Spannungsfestigkeit des jeweiligen Elektrolytkondensators ab. 

Ungepolte Kondensatoren mit vergleichbarer Kapazität sind vielfach größer und vor allem sehr teuer.

Die Lebenserwartung von kostengünstigen Elkos im Wechselstromkreis kann möglicherweise unter 1000 Betriebsstunden liegen, was aber für alte Mopeds oder Motorräder sehr lange reicht!