Sehen und gesehen werden ist noch immer das A und O der Straßensicherheit. Dafür sorgen unter anderem Reflektor- oder Projektionsscheinwerfer. Obwohl letztere in der Regel über mehr Funktionalitäten verfügen, eignen sie sich nicht für jedes Mobilitätskonzept. Sie benötigen mehr Bauraum und eine komplexere Ansteuerung, was sich spürbar auf die Entwicklungszeit und den Kostenfaktor auswirkt. Daher sind LED-basierte Reflektortechnologien mit ihrem Fokus auf Lichtperformance noch immer eine beliebte Alternative. Das ist umso mehr der Fall, da LEDs aufgrund ihrer hohen Energieeffizienz und Langlebigkeit älteren, kostengünstigen Technologien wie Halogen- oder HID-Lampen weit überlegen sind. Nachdem sich viele Scheinwerferhersteller auf die lukrativere Projektionstechnologie spezialisiert haben, sind Kunden aus der Mobilitätsindustrie gezwungen, günstigere oder kleinere Frontbeleuchtungen selbst zu entwickeln, was wiederum Entwicklungszeit und -kosten in die Höhe treibt. Abhilfe schafft ein neues LED-Reflektor-Modul, dessen Prototyp ARRK Engineering und ARRK SPG Prototyping auf der ISAL 2023 erstmals vorstellten. Die Modullösung beansprucht wenig Bauraum und lässt sich als fertige Komponente in unterschiedliche Mobilitätslösungen integrieren. So kann sie innerhalb der Mobilitätsindustrie low-volume OEMs ebenso entlasten wie Startups, indem Entwicklungskosten und Time-to-Market reduziert werden.
Reflektor-Scheinwerfer sind beinahe so alt wie das moderne Auto – genau genommen haben sie sich als elektrische Fahrzeugbeleuchtung seit den 1910er Jahren als Standard durchgesetzt. Obwohl sie seit den 1980ern Konkurrenz durch die komplexere Projektionstechnologie erhalten, sind sie noch immer die erste Wahl bei vielen Neuwagen – in den letzten Jahren vermehrt mit energieeffizienten und langlebigen LEDs als Lichtquelle.
„Der Hauptgrund dafür ist, dass beim Reflektor ganz einfach die Lichtfunktionalität im Fokus steht“, weiß Carsten Taeuscher, Abteilungsleiter Optische Systeme bei ARRK Engineering. „Die neuen LED-Reflektoren lassen sich, anders als frühere Reflektionsscheinwerfer, mittlerweile sehr klein designen, sodass sie weniger Bauraum beanspruchen, und bieten sich aufgrund ihrer Größe sowie der geringeren Entwicklungs- und Produktionskosten für viele Anwendungen an.“ Beim LED-Projektionsmodul muss man für das Mehr an Funktionalität dagegen auch einen höheren Preis zahlen: sowohl im wörtlichen Sinne hinsichtlich des Produktionsaufwands als auch in Form von Platzbedarf und komplexer Ansteuerungselektronik. Das wirkt sich spürbar auf Entwicklungszeiten, Produktion und Montage aus und treibt die Kosten in die Höhe. Daher eignet sich der „große Bruder“ eher für höherklassige Fahrzeuge oder für aufpreispflichtige Ausstattungspakete, während viele Pkws, aber auch Zweiräder, Nutz- und Landmaschinen bis hin zu Transportfahrzeugen und Pedelecs, besser mit einfachen, aber funktionalen LED-Reflektoren bedient sind.
LED-Reflektor-Modullösung schließt Marktlücke
Fahrzeughersteller, die sich für die günstigere Lichtlösung entscheiden, stehen allerdings vor einem Problem: Die meisten großen Scheinwerferproduzenten bieten hauptsächlich aufwändigere und zugleich absatzstärkere LED-Projektionsmodule an. In der Folge müssen sie LED-Reflektoren für ihre jeweiligen Anwendungen individuell entwickeln, was wiederum Zeit und zusätzliche Aufwendungen in Anspruch nimmt. „In puncto LED-Reflektoren besteht bisher eine ganz klare Marktlücke“, bestätigt Taeuscher. „Deshalb haben wir im letzten Jahr in die Entwicklung eines fertigen LED-Reflektor-Moduls für Fern- und Abblendlicht investiert, das sich einfach in unterschiedliche Fahrzeugtypen integrieren lässt und so die Time-to-Market drastisch reduziert.“ Die Entwicklungspartner ARRK Engineering und ARRK SPG stellen den Prototypen derzeit interessierten Anwendern vor und arbeiten daran, die Modullösung zur Serienreife zu bringen. Nicht zuletzt aufgrund der vielseitigen Kombinationsmöglichkeiten verschiedener Lichtanwendungen basierend auf den zwei Reflektormodulen soll sie sich für kleine Stückzahlen z. B. bei Startups ebenso gut eignen wie für kleinere und mittlere Stückzahlen bei OEMs.
Damit das Lichtmodul möglichst flexibel einsetzbar ist, legen die Entwickler viel Wert auf die Miniaturisierung. „Das Schwierige daran ist, trotz der geringen Größe eine optimale Effizienz und Lichtverteilung zu erzielen“, berichtet Taeuscher. „Bei der Wahl eines zu kleinen Reflektors kommt es schnell zu deutlichen Wirksamkeitsverlusten, die wir nicht hinnehmen wollen.“ Aus diesem Grund wird im Laufe der folgenden Serienentwicklung nicht nur die Positionierung von Lichtquelle und Reflektor zueinander weiterhin optimiert. Mindestens ebenso wichtig ist eine hochwertige Beschichtung, die maximale Reflektivität ermöglicht und Lichtverluste minimiert. In diesem Zusammenhang sowie bei der Suche nach formstabilen High-Performance-Materialien für die einzelnen Komponenten arbeiten ARRK Engineering und ARRK SPG, insbesondere das auf Licht spezialisierte Business Unit ARRK Visibility Solutions (AVS), eng mit dem japanischen Mutterkonzern Mitsui Chemicals zusammen.
Schlankes Design für vielseitigen Einsatz
Angesichts der aktuellen Marktdominanz kostenintensiver LED-Projektionsmodulen sind vor allem Startups auf erschwingliche und anwendungsbereite Lösungen für die Frontbeleuchtung angewiesen. Doch auch low-volume OEMs können von dem neuen Lichtmodul von ARRK Engineering und AVS profitieren: Aufgrund des kompakten und zugleich flexiblen Designs kann es gut an individuelle Anforderungen angepasst werden. Dabei lässt es wertvollen Raum z. B. für zusätzliche Kameras und Sensoren, die für die immer komplexer werdenden Fahrassistenzsysteme, allen voran ADAS, erforderlich sind. „Da wir den Entwicklungsfokus auf ein schlankes Design bei maximaler Lichtausbeute legen, beschränkt sich die Anwendung aber nicht ausschließlich auf den Automotive-Bereich. Die LED-Reflektor-Module können mit kleinen Modifikationen deshalb genauso für Transport-, Nutz- und Landmaschinen bis hin zu Zweirädern und Pedelecs eine gute Wahl sein“, resümiert Taeuscher.
Weitere Infos unter https://engineering.arrk.com/ und https://vs.arrk.com/