Taschenlampe

Präzisions-Stabtaschenlampe

Taschenlampe mit eingebautem Radio

Kleine Taschenlampe aus den 1980er Jahren

Eine Taschenlampe ist eine kleine, mobile Lichtquelle mit eigener Energieversorgung. Der Name entstand, da die meisten Taschenlampen klein genug sind, um in einer Tasche verstaut werden zu können.

Die Taschenlampe wurde 1899 vom Engländer David Misell erfunden, der das Patent an die Firma American Electrical Novelty and Manufacturing Company (heute bekannt als Energizer) verkaufte.^[1] In Deutschland erhielt Paul Schmidt (Unternehmer) ein Patent auf eine elektrische Taschenlampe, das auf das Jahr 1906 zurück geht.

Aufbau und Funktion

Taschenlampen sind Leuchten in einer speziellen Bauart. Sie dienen als Umgebung für das eigentliche Leuchtmittel, die Lampe. Daher lautet der lichttechnisch korrekte Begriff Taschenleuchte^[2].

Eine Taschenlampe liefert üblicherweise einen engen Lichtkegel. Das Leuchtengehäuse besteht aus einem länglichen, oft runden Griffstück, in das mittels eines Schraub- oder Schiebeverschlusses am Ende Batterien oder Akkus eingesetzt werden. Um Lampen mit einem höheren Lichtstrom einsetzen zu können, werden mehrere Batteriezellen in Reihe geschaltet, häufig zwei oder vier Mignon- (Größe AA) oder Microzellen (AAA). Bei größeren Taschenlampen werden oft Baby- (C) oder Monozellen (D) verwendet. Sowohl Primärzellen wie auch Akkumulatoren kommen zum Einsatz.

Am vorderen Ende befindet sich eine transparente Glas- oder Kunststoffscheibe, bei hochwertigen Lampen werden meist speziell beschichtete Gläser eingesetzt, um die Lichtdurchlässigkeit zu erhöhen. Hinter der Scheibe befindet sich die Lichtquelle (Glühlampe oder Leuchtdioden), die wiederum zur optimalen Lichtausbeute von einem Parabolspiegel umfasst ist, dem Reflektor. Der Reflektor und die Scheibe entfallen bei einfachen Lampen mit Leuchtdioden niedriger Leistung meist, da hier ein Reflektor und eine Fokussierlinse bereits in das Diodengehäuse integriert sind. Der Spiegel besteht aus Metall oder Metall-beschichtetem Plastik. Bei Lampen mit einer einzelnen Hochleistungs-LED werden statt einem Spiegel auch optische Systeme eingesetzt, die auf Totalreflexion basieren. Diese Optiken werden meist aus transparentem Kunststoff, sehr selten auch aus hochwertigem Glas hergestellt. Normalerweise hat der Bereich um das Leuchtmittel einen größeren Durchmesser als das Griffstück, da ein größerer Reflektor eine engere Bündelung des Lichts und somit eine höhere Leuchtweite bei gleicher Lichtleistung erlaubt. Für Glühlampen mit besserer Lichtausbeute werden mit den Edelgasen Xenon, vor allem aber Krypton gefüllte Halogen-Glühlampen eingesetzt, die das Verdampfen des Glühfadens hemmen und die Lebensdauer des Leuchtmittels erhöhen. Somit kann die Glühlampe mit höherer Leistung betrieben werden, was den Wirkungsgrad zum Teil erheblich steigert, und trotzdem akzeptable Betriebsdauern erreichen.

Bei Taschenlampen mit Kunststoffgehäuse sind zwischen Stromquelle, Schalter und Lichtquelle elektrische Leitungen nötig, bei Metallgehäusen wird häufig dieses selbst als einer der Leiter verwendet. Die Stromquelle berührt dabei mit einem Pol direkt die Lichtquelle und mit dem anderen das Gehäuse, welches über einen Schalter mit dem zweiten Anschluss der Lampenfassung verbunden ist.

Qualitätsmerkmale

Billige Taschenlampen sind oft ein Ärgernis: Sie sind nicht bruchfest, die Kontakte korrodieren in feuchter Luft oder durch Batterieflüssigkeiten, der Reflektor ist falsch geformt, die Lampen verbrauchen viel Energie und geben wenig Licht. Häufig haben die Metallteile schlecht miteinander Kontakt, so dass die Lampe nur wenig Licht liefert. Eine gute Gebrauchsfähigkeit ist bei namenlosen Produkten kaum zu erwarten. Hingegen ist bei Produkten auch namhafter Hersteller im Billigsegment ebenfalls minderwertige Qualität im Markt. Der Angebotspreis für das gleiche Produkt wiederum variiert stark abhängig von Anbieter und Jahreszeit.

Die lichttechnischen Leistungsdaten, wie der Lichtstrom, gemessen in Lumen oder die Lichtfarbe, gemessen in Kelvin sind bei den wenigsten Taschenlampen angegeben. Vorhandene Angaben, vor allem die Leuchtweite und die Leuchtdauer mit einem Satz Batterien, sind oft stark übertrieben. Bei Verwendung einer Glühlampe als Leuchtmittel ändert sich die Lichtfarbe mit sinkender Spannung der Zellen durch die Entladung während des Betriebs stark, während die Helligkeit sinkt. Bei Verwendung von LEDs ändert sich die Lichtfarbe in der Regel nicht merklich, lediglich die Helligkeit sinkt. Während Glühlampen, wenn die Batterien entladen sind, zunächst dunkler werden und recht bald komplett erlöschen, können viele LED-Lampen noch lange mit niedriger Helligkeit weiterleuchten. Die Helligkeit liegt am Ende der Entladung oft unter einem Prozent der Helligkeit mit frischen Batterien. Einige Hersteller nutzen das, um eine extrem lange Leuchtdauer von mehreren hundert Stunden pro Batterisatz auf die Verpackung zu drucken, ohne zu erwähnen, dass die Lichtleistung zu diesem Zeitpunkt zwar noch nutzbar ist, aber mehrere Größenordnungen unter der beworbenen Maximalleistung liegt. Taschenlampen mit elektronischer Stabilisierung der Helligkeit durch Regelung der Lampenspannung (Glühlampen) bzw. des Lampenstroms (LEDs) werden in den unteren Preiskategorien nicht angeboten.

Gefahrenhinweis

Die Blendwirkung starker Lampen kann das Sehvermögen kurzzeitig stark einschränken, so dass eine Orientierung z. B. im Straßenverkehr erschwert oder unmöglich wird. Besonders stark ist der Effekt bei an Dunkelheit angepassten Augen, siehe Adaptation. Hinzu kommt bei unerwarteter Blendung ein zum Teil starker Überraschungseffekt.^[3]

Ausführungsformen

Einfache Taschenlampen werden meist im Spritzgussverfahren aus Kunststoff gefertigt und in der Tütenbauweise montiert. Ebenso gibt es Taschenlampen, deren Korpus aus einem Blechrohr besteht. Kunststofflampen sind weit verbreitet und werden auch als Werbegeschenk verteilt, können aber bei guter Verarbeitung einen ebensolchen Gebrauchswert besitzen wie Metalllampen. Ihre Vorteile liegen in erster Linie im geringeren Gewicht und Preis.

Taschenlampen aus Metalldrehteilen sind in der Regel höherwertig und mechanisch belastbarer als Kunststofflampen, allerdings auch dementsprechend teurer in der Anschaffung.

verschiedene Taschenlampentypen

Die Batterien im Griff dienen der Lichtquelle als Stromquelle. Die meistverbreiteten Varianten, um die Lampen an- und auszuschalten, sind ein drehbarer Lampenkopf oder ein im Griff eingelassener Schalter.

Die Lichtquelle ist bei einigen Modellen am Griffteil der Lampe befestigt, während der umgebende Spiegel am drehbaren Kopf der Lampe angebracht ist. So ist durch Drehen des Kopfs oft eine variable Fokussierung des Leuchtmittels möglich. Z. B. kann der Strahl divergent eingestellt werden, um auf Kosten der Intensität eine größere Fläche zu beleuchten.

Einsatzmöglichkeiten

Die Einsatzmöglichkeiten für Taschenlampen sind äußerst vielfältig. Sie reichen vom Lichtspender während eines Sicherungswechsels bei Stromausfall über Nachtwanderungen, Campingtouren bis hin zu Tauchgängen in größerer Tiefe. Für die einzelnen Bereiche existieren dabei spezielle Lampentypen, beispielsweise solche mit größeren Batterien für längere Betriebsdauer oder wasserdichte Lampen zum Tauchen. Bei allen Arten von Rettungskräften, Sicherheitskräften, Feuerwehr und Polizei gehören Taschenlampen zur Grundausstattung.

Lampen zur Notbeleuchtung sind oft in Wandhalterungen untergebracht, die zugleich die Erhaltungsladung und das Nachladen für den Akku sicherstellen. Sie leuchten, sobald sie abgenommen werden.

Generell können mit Taschenlampen allerdings nur relativ kleine Flächen in kurzem Abstand beleuchtet werden. Um größere Bereiche auszuleuchten, werden Scheinwerfer benötigt.

Stromversorgung

• Meistens werden die Taschenlampen über Batterien mit Strom versorgt.
• Vor allem professionelle Taschenlampen besitzen einen integrierten Akku, welcher mit einem Ladegerät an der Steckdose aufgeladen werden kann.
• Dynamotaschenlampen ohne Akku waren zu Glühlampenzeiten die einzig zuverlässige Lichtquelle. Die Lampe leuchtete, solange man den Generator durch Zusammenpressen gegen Federdruck und Öffnen der Hand betätigte. Akkus und Batterien hatten früher eine hohe Selbstentladung, und sind auch bei Gebrauch irgendwann entladen, ein Generator ist unerschöpflich.
• Dynamotaschenlampen mit Akku gibt es heute mit LEDs in verschiedenen mehr oder weniger billigen Versionen, ein paar Minuten Kurbeln reicht für ein paar Minuten Leuchtdauer.
• Induktionsspule: Hier enthält die Taschenlampe eine Metallspule mit eingelassenem Magneten. Durch Schütteln wird dabei ein integrierter Akku oder Kondensator aufgeladen. Vorteil dieser Variante ist die Unabhängigkeit von einer Stromquelle. Nachteilig kann jedoch der höhere Aufwand zur Aufladung sein, somit wäre es sinnvoll, den Akku z. B. auch mit einem Netzteil aufladen zu können. Außerdem können durch die Bewegung die Leuchtmittel beschädigt werden, weil der Glühfaden reißen kann, daher sollten diese Taschenlampen LEDs enthalten.
• Noch nicht durchgesetzt hat sich die Aufladung mittels einer Solarzelle, wobei die Taschenlampe tagsüber in eine starke Lichtquelle, wie Sonnenlicht gelegt wird. Durch die Solarzelle wird dabei ein Akku aufgeladen. Auch hier ist eine zweite Energiequelle zu empfehlen.

Spezielle Taschenlampen

Neben den herkömmlichen Taschenlampen existieren noch Lampen, die außer einer normalen Glühlampe seitlich im Griff noch über eine kleine Leuchtstofflampe verfügen, mit deren Hilfe effektiver Licht erzeugt und folglich eine etwas größere Fläche beleuchtet werden kann. Der Stromverbrauch solcher Lampen ist relativ hoch, so dass die Batterien beim Einsatz der Leuchtstoffröhre schneller erschöpft sind. Es werden auch Kaltkathodenfluoreszenzröhren (CCFL) eingesetzt. Die Lichtausbeute dieser Leuchten ist höher als die von LEDs, die Licht-Bündelung jedoch geringer.

Ein weiteres oft anzutreffendes Extra ist ein orangefarbenes Blinklicht, das vor allem zur Warnung, beispielsweise bei Autounfällen, gedacht ist. Auch Kompasse werden teilweise eingebaut, deren korrekte Funktion ist allerdings in Anbetracht der Stromleitungen in der Lampe und der resultierenden Magnetfelder eher fraglich. Bei Outdoor-Aktivitäten, z. B. Bergsteigen, Camping oder Höhlen-Wanderungen finden heute auch Stirnlampen eine immer größere Verbreitung. Gegenüber herkömmlichen Taschenlampen haben sie den Vorteil, dass durch Tragen mit einem Gummiband am Kopf beide Hände freibleiben. Oft sind Stirnlampen nur oder zusätzlich mit LEDs ausgestattet, um so eine Brenndauer von bis zu 200 Stunden zu gestatten.

Bei als Abenteuerlampen bezeichneten Leuchten werden, um den größeren Strombedarf zu decken oder um die Betriebsdauer zu erhöhen, oft sehr große und relativ viele Batterien oder Akkus eingesetzt. Das erhöht einerseits das Gewicht der Lampe und macht sie größer und führt andererseits zu Veränderungen in der Konstruktion. Da der Griff durch viele und große Batterien zu dick wird, um die Lampe in einer Hand zu halten, wird dazu stattdessen ein zusätzlicher Kunststoff- oder Metallbügel an der Oberseite der Lampe befestigt.

Eine Taschenlampe mit Generator und LEDs

Mini-Generator-LED-Lampe

Es gibt auch Taschenlampen, die ohne Batterien funktionieren. Diese enthalten als Strompuffer Akkus oder Doppelschicht-Kondensatoren, die über Solarzellen oder einen Generator geladen werden. Je nach Konstruktion wird der Generator durch Schütteln, Seilzug oder Kurbel angetrieben. Derartige Taschenlampen arbeiten meist mit LEDs, da diese weniger Strom als herkömmliche Glühlampen benötigen (Gasentladungslampen können aber teilweise einen ähnlich hohen Wirkungsgrad erreichen).

Taschenlampen werden auch explosionsgeschützt hergestellt, sie können dann in der Nähe von leicht entzündlichen Stoffen oder innerhalb brennbarer Gasgemische verwendet werden. Ein Beispiel dafür sind Grubenlampen.

LED-Taschenlampen

Drei einfache Taschenlampen mit kunststoffummantelten LEDs, von links: 49 LED, 30 LED, 6 LED + 1 Krypton-Glühlampe

Die Technik der Taschenlampe wird aktuell durch die Entwicklung preiswerter weißer Leuchtdioden grundlegend verändert. Wesentliche Vorteile sind die lange Lebensdauer des Leuchtmittels, die Unempfindlichkeit gegenüber Stößen, der geringere Stromverbrauch, die Unabhängigkeit der Lichtfarbe von der Batteriespannung und oftmals eine über einen weiten Bereich regulierbare Helligkeit. Leuchtdioden erreichen mittlerweile etwa den fünffachen Wirkungsgrad von Glühlampen. Während Glühlampen ohne mechanische Belastung durchschnittlich einige 100 bis einige 1000 Stunden bis zum Totalausfall halten, in Taschenlampen oft deutlich kürzer, wird bei weißen LEDs inzwischen bei sachgerechter Verbauung eine Lebensdauer von mehr als 100.000 Stunden (11½ Jahre) angenommen. Als Lebensdauer wird dabei die Zeit bis zum Absinken auf die halbe Anfangshelligkeit bezeichnet, da ein kompletter Ausfall aufgrund von Alterung meist sehr viel länger dauert. Da LEDs zudem im Vergleich zu Glühlampen sehr stoßunempfindlich sind, müssen sie im Gegensatz zu Glühlampen während der Lebensdauer einer Taschenlampe nicht erneuert werden. Grund für eine vorzeitige Alterung oder einen Komplettausfall von LEDs ist in der Regel eine ungeeignete Stromversorgung, zu hohe Last und unzureichende Kühlung. Die Lebensdauer der LEDs sinkt bei Überlastung sehr stark, die nutzbare Helligkeit kann bei starker Überlastung schon nach deutlich unter 1000 Stunden statt der beworbenen 100.000 auf die Hälfte der Anfangshelligkeit sinken, zum Teil sogar nach weniger als 100 Stunden.^[4] Günstige LEDs, wie sie in billigen Taschenlampen verbaut werden, sind hier oft weniger widerstandsfähig als LEDs von Markenherstellern. Da eine Taschenlampe jedoch gewöhnlich nur selten gebraucht wird, spielen diese Aspekte bei der Konzeption günstiger Taschenlampen keine Rolle. Nicht regelmäßig benutzte Taschenlampen (z.B. Notfalllampe im Haushalt) werden wahrscheinlich niemals 1000 Stunden Betriebsdauer erreichen, so dass es den Herstellern egal sein kann, ob die LEDs überlastet werden.

Kostengünstige LED-Taschenlampen sind meist mit kunststoffummantelten Leuchtdioden aufgebaut, wie sie auch in Anzeigen und als Signallämpchen zur Anwendung kommen. Die Kunststoffhülle dient dabei gleichzeitig als Linse zur Fokussierung des abgestrahlten Lichtes, so dass im Gegensatz zu Modellen mit Glühlampe oder Hochleistungs-LED kein separates optisches System zur Bündelung des Lichts verbaut werden muss. Die Lichtleistung bei Leuchtdioden von diesem Bautyp ist jedoch begrenzt, da sich keine effiziente Kühlung realisieren lässt, wie sie bei höherer Leistungsaufnahme notwendig wird. Die Hersteller kompensieren dies, indem sie viele Leuchtdioden in einem gemeinsamen Gehäuse verbauen, was jedoch aufgrund der Bauform nur begrenzt möglich ist und, verglichen mit einer Lampe mit einem einzelnen Hochleistungsleuchtmittel und einer Optik vergleichbarer Größe, in einer diffuseren Lichtabgabe resultiert. Diese Taschenlampen sind vor allem für den Einsatz in Haushalt und Hobby geeignet, wo keine konzentrierte Lichtabgabe nötig ist und ein günstiger Anschaffungspreis im Vordergrund steht. Die Entwicklung derartiger LED-Taschenlampen hat inzwischen die Grenze von 200 Einzel-LEDs erreicht. Da der Lampenkopf dann einen Durchmesser von 11cm hat, erinnert die Lampenform an einen Duschkopf.

Hochwertige LED-Taschenlampen

Groß und klein nebeneinander (mit AA-Akku rechts)

Inzwischen bieten viele Hersteller hochwertige LED-Taschenlampen an, die sich durch robuste Verarbeitung und eine hohe Lichtleistung auszeichnen. Die Abbildung auf der rechten Seite zeigt zwei Extreme, an denen deutlich wird, welche Möglichkeiten sich durch den Einsatz von Leuchtdioden ergeben: Links eine LED-Taschenlampe mit 2200 Lumen, rechts ein sehr kleines Modell mit 180 Lumen Lichtleistung.

Leuchtmittel: Im Gegensatz zu günstigeren LED-Taschenlampen werden bei hochwertigen Modellen in der Regel einzelne Leuchtdioden verbaut, die jedoch aufgrund ihrer Bauform eine passive Kühlung erlauben und dadurch wesentlich leistungsstärker sein können. Meist werden weiße Leuchtdioden mit Bauteil-Nennleistungen von 1, 3 oder 5 Watt eingesetzt. Bei einigen Modellen kommen aber auch deutlich leistungsstärkere Leuchtdioden mit Nennleistungen bis zu 30 Watt zum Einsatz.^[5] Die effizientesten verfügbaren weißen LEDs erreichen derzeit eine Lichtausbeute von über 150 lm/W, noch effizientere LEDs mit über 200 Lumen/Watt sind angekündigt (Stand 07/2011)^[6]. Der Artikel Lichtquellen enthält eine Tabelle mit Beispielen für die Lichtausbeute.

Linse: Die Transmission der Lichtleistung kann durch den Einsatz von Glaslinsen (UCL-Linsen) im Gegensatz zu Plastiklinsen höher und langzeitstabiler sein. Eine verkratze Plastiklinse z. B. streut den Lichtstrahl unnötig in alle Richtungen und senkt damit die Helligkeit des nutzbaren Lichtkegels. Ein Nachteil ist die höhere Bruchgefahr – andererseits sind Glaslinsen austauschbar, während Plastiklinsen oftmals fest mit dem restlichen Gehäuse verbunden sind.

Gehäuse: Taschenlampengehäuse können für höhere Anforderungen ausgelegt und beispielsweise gegen eindringende Nässe geschützt sein, teilweise auch IPX8 (z. B. 30 Minuten in 2 m Wassertiefe). Lampengehäuse aus anodisiertem Aluminium sind kratzresistenter und helfen bei der Wärmeabfuhr, wie sie bei LED-Lampen oberhalb von etwa 1 Watt wichtig ist. Plastikgehäuse leiten Wärme nur schlecht nach außen ab und werden bei Hochleistungs-Taschenlampen daher nur selten verwendet.

Elektronik: Ein entsprechend dimensionierter Treiberbaustein in Form einer Konstantstromquelle ermöglicht eine gleichbleibende Helligkeit der Taschenlampe über annähernd die gesamte Batterielaufzeit. In den Treiber integrierte Spannungskonverter ermöglichen außerdem das Betreiben einer LED-Taschenlampe aus der geringen Spannung einer einzelnen Mignon- oder Microbatterie (Step-Up), oder aber die variable Nutzung mehrerer beliebiger Zellen (Step-Down), um die Laufzeit zu verlängern. Temperatursensoren in Lampen reduzieren automatisch die Leistung, um einem Defekt durch Überhitzung vorzubeugen. Nicht stromgeregelte Taschenlampen nutzen zur Strombegrenzung lediglich den Innenwiderstand der Batterie. Die Leuchtdioden laufen dann mit neuen Batterien permanent oberhalb ihrer Spezifikation, was sie aufgrund von Überhitzung vorzeitig altern lässt. Neben dieser steten Abnahme der Maximalhelligkeit ist zudem die Helligkeit vom Ladestand der Batterie oder des Akkus abhängig. Weitere Nachteile sind mögliche Farbveränderungen, etwa ein Grünstich, wenn die LED oberhalb ihrer vorgegebenen Maximalleistung betrieben wird, sowie ein fehlender Tiefentladungsschutz von Akkuzellen. In der Regel dürfen solche Taschenlampen ohnehin nicht mit Akkus betrieben werden, da diese gegenüber Alkali-Mangan-Batterien einen geringeren Innenwiderstand aufweisen.

Bedienkonzept: in Europa erhältlichen Taschenlampen haben den Einschaltknopf häufig am vorderen Ende des Schafts - die Bedienung gleicht der einer HiFi-Fernbedienung, in den USA ist der Schalter häufig am Lampenende angebracht ("American Style") und wird wie ein Kugelschreiber bedient.

Schaltstufen/Funktionen: Immer mehr Taschenlampen lassen sich nicht nur ein- und ausschalten, sondern besitzen weitere Funktionen, z. B. das Einstellen der Lichtstärke in mehreren Stufen. Außerdem findet man oft eine SOS- und verschiedene Blitz-Funktionen (engl. Strobe). Bei einem Locator-Flash blitzt die Lampe alle paar Sekunden schwach auf, so dass man sie auch im Dunkeln findet. Ebenso verfügen einige Modelle über wechselbare Farben. Die verschiedenen Modi werden oftmals durch das gezielte Betätigen des Einschaltknopfes gewechselt, der dazu halb oder vollständig durchgedrückt wird (Clicky). Manche Taschenlampen besitzen einen USB-Anschluss, über den man nutzerdefinierte Funktionen einprogrammieren kann.

Sonstiges

In den USA wird jeweils am 21. Dezember der „Tag der Taschenlampe“ („Flashlight Day“) begangen.^[7]

Weblinks

 Commons: Taschenlampe – Album mit Bildern und/oder Videos und Audiodateien

 Wiktionary: Taschenlampe – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

http://www.taschenlampen-forum.de/ Deutsches Taschenlampen-Diskussionsforum
http://www.candlepowerforums.com/vb/forum.php Sehr großes internationales (englischsprachiges) Taschenlampen-Diskussionsforum

Fußnoten

1. ↑ http://www.google.com/patents/about?id=8mArAAAAEBAJ&dq=David+Misell
2. ↑ http://www.test.de/themen/freizeit-reise/test/Taschen-und-Stirnleuchten-Nur-fuenf-sind-gut-1327437-1325821/ gesamter Artikel als PDF
3. ↑ Sicherer Umgang mit Hochleistungs-LED - Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin
4. ↑ http://www.molalla.net/members/leeper/5mmdeg.htm Messungen der Lichtabgabe versch. LEDs über die Betriebsdauer bei versch. Belastungen, Englisch
5. ↑ 30-Watt LED von Luminus
6. ↑ Pressemitteilung Cree Inc.: Cree erreicht im Labor 231 Lumen pro Watt 9. Mai 2011
7. ↑ Timo Lokoschat: Es wird eng im Kalender. 365 kuriose Gedenk- und Feiertage. Sanssouci Verlag. S. 201 ISBN 978-3-8363-0218-0