Bau eines Doppelscheinwerfers: Doppkupf

 

Diese Bauanleitung beschreibt den Bau eines Doppelscheinwerfers bestehend aus zwei XM-L-LEDs und zwei Mobdar-Optiken. Die Gründe, warum zwei einzelne Scheinwerfer gemeinsam betrieben werden, sind:

 

 

Als Gehäuse werden zwei Kupferkappen aus dem Wasserleitungsbau verwendet. Sie sind preiswert und leiten die Verlustwärme der LEDs zuverlässig ab.

 

Warum ausgerechnet XM-L-LEDs verwendet wurden, steht hier ausführlich: http://tandem-fahren.de/Mitglieder/Framstag/LED/Maxi/#++

 

Die Anleitung gliedert sich in drei Abschnitte: Gehäuse, Zusammenbau und Elektronik

 

Gehäuse

 

Die Kupferkappen haben einen Innendurchmesser von 35mm. Die Optiken haben einen Außendurchmesser von 35,5mm:

 

 

Daher besteht der erste Arbeitsschritt im Abfeilen des äußeren Randes. Um die optischen Eigenschaften der Linse nicht zu beeinträchtigen, sollte man die Front der Linse mit Tesafilm abkleben. Da dieser Schutzfilm später auch für das Einkleben der Linse nützlich ist, sollte man einzelne Streifen von der Mitte aus zum rand hin kleben. Später, nach dem Einkleben muss man alle Streifen von der Mitte her abziehen können.

Die Optik nutzt die Totalreflektion innerhalb der Optik zum Bündeln des Lichts. Daher ist die Oberfläche der Optik sehr empfindlich. Daher nie mit bloßen Fingern anfassen. Am besten ist es, die Eintrittsapertur der Optik (die Spitze des Kegels unten) mit einem Stück Tesa abzukleben. Nun kann man die Optik zwischen Daumen und Zeigefinger halten und mit einer Feile den Rand der Linse nach und nach abfeilen. Die Linse soll ohne zusätzliche Kraft leicht in die Kupferkappe gleiten.

 

Nun wird die Kupferkappe vorbereitet. Dazu legt man die LED in die Kappe und setzt die Optik darüber. Der nun sichtbare überstehende Rand der Kappe wird mit einer Schieblehre gemessen (das werden um die 7 mm sein). Um dieses Maß muss die Kappe gekürzt werden. Die Kappe sollte um einen Millimeter mehr gekürzt werden, damit man eine Hohlkehle für den Kleber bekommt:

 

 

 

 

Dann wird zuerst die Kappe mit einer Mini-Kreissäge oder im Schraubstock mit der Säge gekürzt. Dann kommt seitlich nahe des Bodens eine Bohrung für die Kabel. Die Bohrung sollte nur so groß wie nötig sein.

 

Zusammenbau

 

Als ersten Schritt lötet man die Anschluskabel an die LED-Platine. Dann werden die Oberflächen der LED und der Boden der Kappe mit Aceton gereinigt. Eventuell vorher etwas aufrauen. Dann werden die Anschlusskabel durch die Bohrung gefädelt und die LED in die Kappe gesetzt. Wenn man es genau mag, eine Schablone aus Pappe anfertigen, um die LED genau in der Mitte zu positionieren. Mit etwas UHU Plus wird nun die LED in die Kappe geklebt. Die Optik wird aufgesetzt und mit einem Gewicht beschwert, um die LED ausreichend anzudrücken. Nach dem Aushärten werden die Anschlussdrähte an der Durchführungsbohrung mit Kleber fixiert, und damit auch das Loch abgedichtet.

 

Nach dem Aushärten wird mit einer kleinen Spannungsquelle überprüft, ob die LED funktioniert.

 

Nun kommt das Einkleben der Optik: Da UHU-Plus nach einer Weile vergilbt, ist dieser Kleber besser geeignet: http://www.pollin.de/shop/dt/NDI2OTAxOTk-/Werkstatt/Werkstattbedarf/Kleber_Isolierbaender/30_Minuten_Epoxykleber.html

 

Dieser wird mit einem Zahnstocher sparsam in die Hohlkehle getupft (Quelle dieser Idee: http://tandem-fahren.de/Mitglieder/Framstag/LED/). Vor dem Aushärten des Klebers werden die Tesa-Streifen von der Mitte aus zum Rand hin abgezogen. Die Klebelinie müsste sich dann selbstständig zu einer gleichmäßig gerundeten Klebestelle zusammenziehen.

 

Beide Lampenteile kann man nun auf verschiedene Arten zu einem Scheinwerfer zusammenbauen. Ich habe beide mit einem Stück Flach-Alu zusammengeklebt:

 

 

 

 

Ein weiteres abgewinkeltes Stück ermöglicht das Verwenden eines handelsüblichen Halters (Riese&Müller). Das im Vordergrund abgebildete quadratische Alu-Teil hat sich als zu wenig haltbar erwiesen.

 

Auf dem Bild oben erkennt man, dass beide Optiken leicht voneinander weggedreht sind. Das erreicht man durch leichtes wegbiegen nach dem Zusammenbau. Die Lampe sollte dabei schon mal provisorisch betrieben werden, damit man zwei nebeneinander angeordnete Lichtkegel erreicht.

 

Anschließend kann man die Metallteile lackieren.

 

Elektronik

 

Die einfachste Art, diesen Scheinwerfer zu betreiben, ist über einen Gleichrichter (Schottky- oder Mosfet-Gleichrichter) direkt am Nabendynamo. Die Spannung, die sich dabei ergibt, liegt im bereich von 6 bis 7V, also genau richtig für das parallel angeschlossene Rücklicht.

 

Die nächste Stufe wäre der Einsatz eines Goldkaps für ein Standlicht. Siehe dazu den Artikel hier: http://fahrradzukunft.de/14/mosfet-gleichrichter/

 

Die nächste Stufe, die bereits bei kommerziel erhältlichen Scheinwerfern umgesetzt wird, ist eine Unterstützung des Lichts mit Hilfe eines Akkus. Damit erhält man zusätzliche Möglichkeiten: ein Standlicht mit voller Helligkeit, volles Licht auch bei langsamen Bergauffahrten und die Möglichkeit einer Lichthupe. Allerdings wird die dazu nötige Elektronik recht komplex. Bei Interesse gebe ich aber gerne weitere Tipps (einfach mail an: j-heidbreder(at)freenet.de).

 

Jürgen Heidbreder, im Juni 2013