Fahrradbeleuchtung
Die Fahrradbeleuchtung ist eine Fahrzeugbeleuchtung am Fahrrad. Die dient dazu, während der Fahrt dem Fahrer Sicht auf den Fahrweg zu verschaffen und es anderen Verkehrsteilnehmern erleichtert, das Fahrrad schnell wahrzunehmen.
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.
In Deutschland ist für den Betrieb eines Fahrrads im öffentlichen Straßenverkehr der Aufbau der Fahrradbeleuchtung gesetzlich geregelt. Alle benutzten Komponenten müssen das deutsche Prüfzeichen tragen. Diese Zulassung wird vom Kraftfahrt-Bundesamt vergeben und ist erkennbar an einer Zulassungsnummer mit einer Wellenlinie, dem Großbuchstaben K und einer Nummer.
In Österreich benötigt die Fahrradbeleuchtung - sowohl aktiv wie auch passiv - keine der oben erwähnten Prüfzeichen, also weder Wellenlinie noch K-Nummer. Auch gibt es keine Beschränkung wieviel Licht am Fahrrad leuchten darf und durch welche Stromquelle die Lichtanlage betrieben wird. In den Detailabsätzen unten ist darauf Bedacht zu nehmen, dass bei rechtlichen Hinweisen die Situation im deutschen Straßenverkehr beschrieben ist. In Österreich gilt für die aktive und passive Beleuchtung, sowie für weitere Fahrradkomponenten wie Glocke / Hupe, Bremsen, etc., die österreichische Fahrradverordnung.
Aktive Beleuchtungselemente
Frontscheinwerfer
Der Frontscheinwerfer strahlt weißes Licht aus. Das Licht wird dabei gesammelt und strahlt gezielt vor das Fahrrad. Lichtquelle ist entweder eine herkömmliche Glühlampe, eine Halogenlampe oder auch eine oder mehrere LED. Die in von einem Dynamo gespeisten Frontscheinwerfern zulässigen Glühlampen haben eine Leistungsaufnahme von 2,4 Watt bei 6 V Betriebsspannung (bzw. auch 4,8 W bei 12 Volt). Sie können zusätzlich mit einer weißen Standlicht-LED ausgestattet sein, die über einen in die Lampe integrierten Kondensator mit Strom versorgt wird.
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Batteriebeleuchtung vorn -
Halogen-Dynamo-
beleuchtung vorne -
Dynamobeleuchtung vorne
Rückleuchte
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 in einem dynamobetriebenen Rücklicht hat eine Leistungsaufnahme von 0,6 Watt bei 6 V. Die meisten moderneren Rückleuchten verfügen über eine Standlichtfunktion. Besonders batteriebetriebene Rückleuchten verfügen neben dem Dauerleuchten auch noch über eine Blink-Funktion, die im deutschen Straßenverkehr jedoch nicht zugelassen ist, im österreichischen hingegen schon. Sinn bzw. Unsinn der Blinkleuchten im Straßenverkehr ist umstritten.
Passive Beleuchtungselemente
Retro-Reflektoren
Retro-Reflektoren strahlen das Licht von fremden Lichtquellen (z.B. aus Fahrzeugscheinwerfern) direkt zu diesen zurück. Das charakteristische Bild, das die "Katzenaugen" eines Fahrrades abgeben, wird von anderen Verkehrsteilnehmern schnell erkannt. Sie sind daher ein wichtiger Teil der Fahrradbeleuchtung.
Folgende Reflektoren werden durch die deutsche Straßenverkehrs-Zulassungs-Ordnung StVZO vorgeschrieben:
- ein weißer Reflektor nach vorne, der im Frontscheinwerfer intergriert 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
- vier gelbe Reflektoren an den Pedalen
- vier (zwei Bauteile zu je zwei Reflektoren) gelbe Reflektoren im Vorderrad
- vier (zwei Bauteile zu je zwei Reflektoren) gelbe Reflektoren im Hinterrad
Die Reflektoren in den Laufrädern können auch durch Reifen mit weiß reflektierenden Seitenwänden ersetzt werden.
Weitere passive Beleuchtungseinrichtungen sind an Fahrrädern in Deutschland nicht zulässig.
Stromquellen am Fahrrad
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 12-Volt-Beleuchtung zur Verfügung stehen.
Daraus ergibt sich eine elektrische Leistung von 3 Watt (6 Watt bei 12V-Beleuchtung) bei einem Widerstand der Lichtanlage von 12 Ohm.
Da der Dynamo eine Konstantstromquelle ist, führt eine Steigerung der Geschwindigkeit bzw. Drehzahl nicht zu einem höheren Strom, so dass nach dem Ohmschen Gesetz durch den Widerstand der Beleuchtungsanlage die Spannung und damit auch die Leistung gleich bleiben, wenn sich die Drehzahl ändert. Natürlich muss die Drehzahl oberhalb der Nenndrehzahl bleiben.
Eine Regelung des Dynamos ist daher für den normalen Betrieb nicht notwendig. Theoretisch möglich wäre allerdings die Entnahme desselben Stroms bei einer höheren Spannung, wodurch eine höhere Leistung gewonnen werden könnte. Dazu müßte aber der elektrische Widerstand der Beleuchtungsanlage geändert werden. Auch die Nenndrehzahl wäre anders.
Da der Strom bzw. die elektrische Leistung ab der Nenndrehzahl konstant bleibt, die mechanischen Verluste aber mit der Drehzahl steigen, sinkt mit zunehmender Drehzahl der Wirkungsgrad des Dynamos.
Der Vorteil des Dynamos ist die ständige Verfügbarkeit.
Ein Dynamo kann direkt eine Leuchtdiode treiben. Damit durch beide Halbwellen Licht erzeugt wird, können zwei Dioden verwendet werden. Dann muss die Leuchtdiode für die Ströme bei maximaler Dynamo-Drehzahl ausgelegt sein; sie leuchtet dann sehr hell. Bei niedrigen Drehzahlen leuchtet sie dunkeler, ist aber noch effizienter. Nun sind aber Leuchtdioden deutlich teurer als andere Dioden, die Leuchtstärke soll eigentlich unabhängig von der Drehzahl des Dynamos sein, der Dynamo soll auszuschalten sein, Standlicht wäre gut und elektrische Bauteile sind sehr effizient. Deshalb lohnt es sich, den Schaltungsaufwand zu erhöhen. Ein Mosfet erlaubt es, den Dynamo elektrisch abzuschalten. Dies kann am Tag geschehen, oder im Phasenanschnitt, um die Leuchtstärke bei hohen Drehzahlen zu begrenzen. Ein Gleichrichter oder Spannungsverdoppler aus Schottkydioden (wegen der Effizienz, aber am besten bei 12 Volt einsetzen) mit Kondensator erlaubt es, Energie für das Standlicht vorzuhalten und die Leuchtdiode mit Gleichstrom zu versorgen, so dass man eine kleinere, also billigere Leuchtdiode verwenden kann. Mosfet und Gleichrichter können in Serie geschaltet werden.
Batterie-/Akkubetrieb
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. Auch kann die Beleuchtung nicht am Fahrrad verbleiben, wenn es abgestellt wird, da sie als Stecksystem leicht gestohlen werden kann.
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 Juni 2006) 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 sind auch Front- und Rücklichter mit Standlichtfunktion. Derartige Lampen leuchten beispielsweise auch im Stand noch ein bis fünf Minuten nach. Die erforderliche elektrische Energie wird während der Fahrt vom Dynamo abgenommen und in einem speziellen Kondensator (Gold Cap) gespeichert.
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. Dies sieht man vor allem bei älteren Fahrrädern. Nachteil dieser Verkabelung ist, dass durch Kunststoffbauteile (Bsp. Schutzbleche, Carbonrahmen) oder Korrosion am metallischen Rahmen oder im Steuersatz die Stromführung unterbrochen wird. Außerdem wird durch den elektrischen Strom der Verschleiß aller Lager erhöht, die von ihm durchflossen werden.
Zweiadrige Verkabelung
Diese Verkabelung leitet den Strom über ein Kabel zur Lampe und über ein zweites zum Dynamo zurück. Dies bietet höhere Zuverlässigkeit gegenüber der einadrigen Verkabelung. Es gibt Kunststoffschutzbleche mit integrierten Doppel-Leitungen.
