Koplampen

De behuizing van de koplamp heeft de volgende taken:

• Houder van alle componenten van de koplamp (kabels, reflector enz.)
• Bevestiging op de carrosserie van motorvoertuig
• Bescherming tegen externe invloeden (vocht, hitte enz.)
• Thermoplasten worden als materiaal ingezet.

Het belangrijkste doel van de reflector is om een zo groot mogelijk deel van de door de gloeilamp afgegeven lichtstroom op te vangen en in de richting van de rijbaan te richten. Er bestaan verschillende reflectorsystemen om deze taak zo efficiënt mogelijk uit te voeren.

Terwijl de meeste reflectoren vroeger van staalplaat werden gemaakt, worden vanwege de huidige eisen aan de koplampen zoals bijvoorbeel productietoleranties, constructie, oppervlaktekwaliteit, gewicht etcetera voornamelijk kunststoffen (diverse thermoplasten) gebruikt. Die worden met een hoge nauwkeurigheid voor de vormweergave ontwikkeld.

Daardoor kunnen in het bijzonder getrapte systemen en meerkamersystemen worden gerealiseerd. Vervolgens worden de reflectoren gelakt om de nodige oppervlaktekwaliteit te bereiken. Bij thermisch sterk belaste koplampsystemen worden ook reflectoren van aluminium of magnesium gebruikt. In de volgende stap worden een reflectielaag van aluminium en daarna een beschermlaag van silicium opgedampt.

Door de nauwkeurig begrensde lichtbaan en de hoge lichtstroom worden projectiemodules erg vaak gebruikt bij moderne koplampen. Met verschillende lensdiameters, lichtfuncties en inbouwmogelijkheden kunnen deze modules voor individuele koplampconcepten worden gebruikt.

Koplamplenzen met optische verstrooiing dienen de door de reflector opgevangen lichtstroom zodanig af te buigen, te verstrooien of te bundelen dat de gewenste lichtverdeling, bijv. licht-donkergrens, wordt geproduceerd. Dit vroegere standaardconcept is echter volledig vervangen door optiekvrije systemen.

Ook zogenaamde "heldere koplamplenzen" bevatten geen optische elementen. Deze dienen alleen nog als bescherming tegen vervuiling en weersinvloeden.

Ze worden bij de volgende koplampsystemen gebruikt:

• Lens binnen (DE-systeem), voor dimlicht, grootlicht (bi-xenon) en mistlicht
• Afzonderlijk koplampglas in de koplamp, direct vóór de reflector
• Vrijvlakkoplampen (FF), volledig zonder extra optiek

Conventionele koplamplenzen bestaan gewoonlijk uit glas. Dit glas mag geen strepen of luchtbellen bevatten. Door de bovengenoemde eisen worden de koplamplenzen echter steeds vaker van kunststof (polycarbonaat, PC) gemaakt.

Dit heeft als alternatief voor glas veel voordelen:

• zeer slagvast
• zeer licht
• kleinere productietoleranties mogelijk
• duidelijk grotere vrijheid voor ontwerpers
• oppervlak met speciale, krasvaste coating volgens ECE- en SAE-voorschriften

De lichtverdeling op de rijbaan is bij de huidige koplampen gebaseerd op twee verschillende lichttechnische concepten: de reflectie- en de projectietechniek. Terwijl reflectiesystemen zich kenmerken door reflectoren met grote oppervlakken achter een heldere koplamplens of een koplamplens met optiek, bezitten projectiesystemen een kleine lichtopening met een karakteristieke lens.

Het reflectorvlak heeft het oppervlak van een paraboloïde. Dit is de oudste techniek die voor de lichtverdeling bij koplampen wordt gebruikt. Paraboloïde reflectoren worden tegenwoordig echter nauwelijks nog gebruikt. Ze worden alleen nog sporadisch in grootlichten en grote H4-koplampen gebruikt.

A: Van de voorzijde gezien, wordt het bovenste deel van de reflector gebruikt voor het dimlicht. (foto A).

B: De lichtbron is zo geplaatst dat de reflector het naar boven gestraalde licht via de optische as op de weg reflecteert. (foto B).

C: Optische elementen in het koplampglas zorgen ervoor dat de verdeling van het licht wordt verspreid, zodat aan de wettelijke eisen wordt voldaan. Dit gebeurt via twee verschillende vormen van optische elementen: cilindrische verticale profielen voor horizontale verdeling van het licht en prismatische structuren in het hoogte deel van de optische as, die het licht zo verdelen dat er op de belangrijkste plaatsen op de weg meer licht is (foto C).

D: Het koplampglas van een paraboloïde koplamp voor het dimlicht is duidelijk voorzien van optische elementen en produceert de typische lichtverdeling. (foto D).

E: Typische dimlichtverdeling van een paraboloïde koplamp als isolux-wegdiagram (foto E).

FF-koplampen hebben reflectorvlakken die vrij in de ruimte zijn gevormd. Ze kunnen alleen met behulp van computers worden berekend en geoptimaliseerd. In het huidige voorbeeld is de reflector in segmenten opgedeeld, die verschillende delen van de weg en de omgeving verlichten.

A: Door speciale dimensionering kunnen vrijwel alle reflectorvlakken voor het dimlicht worden gebruikt (foto A).

B: De vlakken zijn zodanig ontworpen dat het licht van alle reflectorsegmenten naar beneden op de weg wordt gereflecteerd (foto B).

C: De buiging van de lichtstralen en de verspreiding van het licht worden rechtstreeks door de reflectorvlakken mogelijk gemaakt. Hierdoor kunnen ook heldere, optiekvrije koplamplenzen worden gebruikt, die een oplichtende indruk geven. De licht-donkergrens en de verlichting van de rechter wegrand worden door de horizontaal geplaatste reflectorsegmenten gegenereerd (foto C).

D: Voorbeeld van de lichtverdeling op de koplamplens van een FF-koplamp (foto D).

E: De lichtverdeling op de weg is goed aan te passen aan speciale wensen en behoeften (foto E).

Vrijwel alle moderne reflectiekoplampsystemen voor dimlicht worden van FF-reflectorvlakken voorzien.

Super-DE-koplampen zijn net als de DE-koplampen projectiesystemen en werken volgens hetzelfde principe. Daarbij worden de reflectorvlakken met behulp van FF-technologieën gedimensioneerd. De koplamp is op de volgende manier opgebouwd:

A: De reflector vangt zoveel mogelijk licht van de lamp (foto A).

B: Het opgevangen licht wordt zoveel mogelijk via het diafragma op de lens gericht (foto B).

C: Het licht wordt zodanig door de reflector gericht, dat in de hoogte van het diafragma de lichtverdeling ontstaat die de lens op de weg projecteert (foto C).

D: Typische dimlichtverdeling van een Super-DE-koplamp op de koplamplens (foto D).

E: Typische dimlichtverdeling van een Super-DE-koplamp als isolux-wegdiagram (foto E).

De FF-techniek maakt een grotere verstrooiingsbreedte en een betere verlichting van de straatkanten mogelijk. Het licht kan dicht aan de licht-donkergrens worden geconcentreerd waardoor een grotere reikwijdte en een ontspannen rijervaring in het donker mogelijk zijn. Vrijwel alle nieuwe projectiesystemen voor dimlicht zijn tegenwoordig uitgerust met FF-reflectorvlakken. Er worden lenzen met een diameter tussen 40 en 80 mm gebruikt. Grotere lenzen hebben een hoger lichtvermogen, maar ook een hoger gewicht.

Vanwege de omvang van de wettelijke regelingen worden hier alleen de belangrijkste voorschriften toegelicht. In de volgende verordeningen vindt men echter alles wat relevant is voor de hoofdkoplampen, hun eigenschappen en toepassingen:

76/761/EWG en ECE-R1 en -R2
Koplampen voor groot- en dimlicht en hun gloeilampen

ECE-R8
Koplampen met H1 tot H11 (behalve H4), HB3- en HB4-lampen

ECE-R20
Koplampen met H4-lampen

StVZO § 50
Koplampen voor groot- en dimlicht

76/756/EWG en ECE-R48
Voor montage en toepassing

ECE-R98/99
Koplampen met gasontladingslamp

ECE-R112
Koplampen met asymmetrisch dimlicht (ook LED)

ECE-R119
Hoeklicht

ECE-R123
Advanced Frontlighting System (AFS)