Bau eines LED-Fahrrad-Doppelscheinwerfer OSTD


(alle Bilder sind klickbar für vergrößerte Ansicht)

Einleitung

Nachdem ich jahrelang mit einer Kombination aus selbstgebauten LED Nah- und Fernscheinwerfern an meinen Fahrrädern gefahren bin, bekam ich von einer befreundeten Tandemfahrerin die Anfrage nach einem kombinierten LED Scheinwerfer. Also nur ein Scheinwerfer statt zwei oder gar drei.

Von der Ausleuchtung her kann dieser nicht so gut sein wie eine Kombination aus Nah- und Fernscheinwerfer, aber dafür braucht ein einzelner Scheinwerfer nicht so viel Platz und ist natürlich auch nicht so teuer.

Bereits vor 7 Jahren baute und dokumentierte Olaf Schultz seine LED-Doppelscheinwerfer vom Typ "Touchdown" auf Basis von Lumileds LUXEON III LEDs und halbierten Bisy FL Reflektoren.

Wegen der Bauform und Abstrahlcharakteristik der LUXEONs war eine mechanisch aufwändige "Tieferlegung" notwendig. Inzwischen gibt es nicht nur wesentlich effizientere und damit lichtstärkere LEDs, sondern auch welche, die besser mit dem Bisy FL Reflektor harmonieren. Letzteren gibt es inzwischen unter dem Namen "E6 Reflektor" relativ günstig als Ersatzteil zu kaufen. Man muss also nicht mehr wie früher einen schönen Bisy Scheinwerfer "schlachten".

Im Gegensatz zu meinen anderen Bauanleitungen hatte ich diesesmal allerdings vergessen bereits während des Baus Bilder zu machen. Alle hier gezeigten Bilder sind also "gestellt": ich hab mit noch vorhanden Bauteilen den Zusammenbau simuliert. Nur das Endergebnis ist "original".

Elektrisches

Wie beim Delgado: nur anstelle der LUXEON III (LW3C) LEDs werden hier LUXEON Rebel cool white (LXML-PWC1-0100 auf Aluminium-Platine) verwendet; wieder in Reihe hinter einem Gleichrichter aus Schottky-Dioden. Die Stromversorgung macht ein normaler Fahrraddynamo.

Optisches

Verwendet wird ein Reflektor vom Fahrradscheinwerfer "Schmidt E6", der als Erstatzteil günstig erhältlich ist. Dieser Reflektor wird mit möglichst dünnem Sägeblatt vertikal sauber in 2 Teile zersägt. Am besten mit einem Chirurgenlaser - eine gute Werkstattsäge tuts aber auch :-)

Der E6 Reflektor ist aus Kunststoff und lässt sich gut sägen.

mechanischer Aufbau

Die LUXEON Rebel LEDs bauen nicht so hoch wie die original von Olaf Schultz verwendeten LUXEON III, so dass eine mechanische "Tieferlegung" nicht notwendig ist. Dafür sind sie über 3 mal so effizient, liefern also bei gleichem Strom 3 mal so viel Licht.

Ein 1 mm starkes Aluminiumblech wird so zurechtgesägt, dass der halbierte Reflektor gut drauf passt. Es darf und muss hinten noch einiges überstehen zur Verbesserung der Kühlfläche und späteren Montage am Scheinwerferhalter.

An die LED werden zuerst Litzendrähte gelötet und sie dann mittels Wärmeleitklebefolie provisorisch auf das Alublech fixiert:


(auf dem Bild ist keine LUXEON Rebel LED zu sehen, sondern eine Cree XRE - Simulation!)

Die Wärmeleitklebefolie ist notwendig sowohl für die mechanische Fixierung der LED, als auch die Ableitung der Wärme für den nächsten Schritt, die optische Ausrichtung des Reflektors: dazu wird der Reflektor über die LED gelegt und diese an ein Labornetzteil mit 500 mA Strombegrenzung angeschlossen.

Notfalls tun es auch 3 NiMH Zellen in Reihe. Auf KEINEN Fall dürfen aber Alkali- oder Lithium-Zellen oder gar ungeregelte Netzteile verwendet werden, da denen eine Strombegrenzung fehlt und sie die LED innerhalb Sekunden durchbrennen lassen!

Mit diesem provisorischen Halbscheinwerfer wird nun eine Wand angestrahlt und von Hand die optimale Lage des Reflektors bestimmt. Dabei kommt es auf den mm genau an! Zu beachten ist, dass das Lichtbild an der Wand um 90 Grad gedreht ist zum späteren tatsächlichen Scheinwerfereinsatz! Die empirisch bestimmte beste Lage von Reflektor und LED wird auf dem Aluminiumblech notiert (Bleistift).

Die LED wird nun mit einem Zweikomponenten-Epoxidkleber (am besten geeignet ist hier "Arctic Silver" aufgrund seiner guten Wärmeleitfähigkeit) auf das Aluminiumblech geklebt. Die Wärmeleitklebefolie darf für den Dauerbetrieb nicht verwendet werden, da sie die Wärme zu schlecht ableitet und den Wirkungsgrad des Scheinwerfers stark verschlechtern würde.

(Pausenmusik während der Aushärtezeit)

Als nächstes wird nun der Reflektor mit normalem Zweikomponenten-Epoxidkleber auf das Aluminiumblech geklebt, das zuvor mit 100er Schleifpapier aufgerauht worden ist (wichtig!). Am besten hierbei nochmals die LED bestromen und Feinjustage vornehmen, solange der Kleber dies noch zulässt.

(erneut Pausenmusik während der Aushärtezeit)

Der zweite Halbscheinwerfer wird analog gebaut. Dabei unbedingt drauf achten, dass dieser spiegelverkehrt zum ersten angeordnet wird, denn wir werden im nächsten Schritt die Halbscheinwerfer Boden-an-Boden zusammenfügen! Die Reflektorhälften dürfen dann nicht "verkehrt herum" angeordnet sein! Von aussen sieht der Originalreflektor zwar rototationssymmetrisch aus, er ist es aber nicht! Er ist nur vertikal spiegelbildlich.

Für eine bessere Kühlung wird an dem Aluminiumblech jeweils am Rand (unten links und rechts) ein dünner Aluminiumdistanzstreifen aufgeklebt, so dass unterhalb der LED später die Fahrtluft durch kann.

Wie schon beschrieben, werden nun die Halbscheinwerfer Boden-an-Boden zusammengeklebt. Auch hier ist es sinnvoll, die LEDs unter Strom zu setzen (in Reihe an Labornetzteil oder 6 NiMH Zellen) um die exakte endgütlige Positionierung am Lichtbild an der Wand zu finden. Damit nichts verrutscht während der Aushärtung sollte man das Konstrukt mit Schraubzwingen o.ä. fixieren (leider hab ich hiervon keine Bilder).

(letztmalig Pausenmusik während der Aushärtezeit)

Am unteren hinteren Ende des Doppelblechs wird ein Loch gebohrt und der neue Doppelscheinwerfer wird an einem Standard-Fahrradscheinwerferhalter befestigt. Hierfür sind Distanzhülsen hilfreich.

Die Anschlussdrähte der LEDs werden an den vorbereiteten Gleichrichter angeschlossen. Falls ein Ausschalter gewünscht wird (ich hab keinen - wozu auch?), muss dieser unbedingt auf der Wechselstromseite des Gleichrichters sein, denn ein Fahrraddynamo kann im Leerlauf so hohe Spannungen erzeugen, dass diese den Gleichrichter zerstören können!

Tipp: Gleichrichter mitsamt Lüsterklemme in ein Filmdöschen stecken.

Ausleuchtung und Lichtvergleich

Ich bin den OSTD zusammen im Vergleich mit einem Busch&Müller Cyo "Nahfeld" an einem anderen Fahrrad gefahren. Der OSTD schlägt den Cyo dabei in jeder Beziehung: Er ist früher heller und leuchtet breiter und etwas weiter. Lohnt sich voll :-)

Bezugsquellen (beispielhaft):

Alles zusammen kostet so ca 35-40 Euro.


2011-03-28
Ulli 'Framstag' Horlacher