Innovatie van de autoverlichting

Innovatie van de autoverlichting Een onderzoek naar de ontwikkeling van lichttechnologie in Europese koplampen.

Auteur: Studentnummer: Universiteit: Faculteit: Opleiding: Datum :

ing. R.M.P. (Roland) Lunenburg 496176 Technische Universiteit Eindhoven Industrial Engineering & Innovation Sciences Innovation Sciences 20-01-2010

1e begeleider: 2e begeleider:

mr. W.J.H. Wenselaar dr. ing. G.P.A. Mom

Voorwoord Voor u ligt mijn scriptie die ik heb geschreven ter afronding van mijn opleiding aan de faculteit Industrial Engineering & Innovation Sciences van de Technische Universiteit Eindhoven. Ik ben blij dat ik deze scriptie heb kunnen schrijven over een onderwerp binnen de automobielindustrie, een industrie waar ik voorheen werkzaam in ben geweest en waar ik al vele jaren een grote interesse in heb. Ik verwacht dan ook dat ik daar op termijn weer werkzaam zal zijn en hoop dat de kennis die ik de afgelopen jaren opgedaan heb voor mij en mijn toekomstige werkgever(s) een meerwaarde zal hebben. Ik wil graag enkele mensen bedanken die mij op wat voor manier dan ook gesteund hebben of behulpzaam zijn geweest bij het schrijven van deze scriptie. Ten eerste mijn ouders voor allerhande, veelal niet-studie gerelateerde, zaken die zeer belangrijk zijn geweest. Verder uiteraard mijn begeleiders Wim Wenselaar en Gijs Mom voor de sturing en het commentaar welke nodig waren voor het met goed gevolg afronden van deze scriptie. Tot slot nog de medestudenten en vrienden die de afgelopen periode met mij meegeleefd hebben. Met deze scriptie sluit ik een periode in mijn leven af en ga ik me de komende tijd verder ontplooien op professioneel en persoonlijk vlak, ik kijk hier zeer naar uit.

Pagina 2

Samenvatting In deze scriptie wordt aan de hand van technologisch historisch onderzoek achterhaald op welke wijze de innovatie van de autolampen, die voor het groot- en dimlicht gebruikt worden, verlopen is. Hierbij zullen technologische en functionele factoren in relatie tot de ontwikkeling van de verschillende lamptechnologieën onderzocht worden. Ook zal kort beschreven worden wat de rol van wetgeving in relatie tot de technologische ontwikkeling is geweest. Tot slot zal aan de hand van de bevindingen uit het onderzoek en de, voor deze scriptie gebruikte, innovatietheorie een toekomstscenario opgezet worden ten aanzien van de verschillende autolamptechnologieën. De voor deze scriptie geformuleerde onderzoeksvraag luidt als volgt: Hoe kunnen de technische ontwikkelingen van lamptechnologieën worden verklaard als een systeem van transfers van technologische eigenschappen en wat betekent dit voor de toekomst van lamptechnologieën? Uit deze hoofdvraag zijn drie deelvragen gedestilleerd, deze luiden als volgt: 1. Hoe heeft de autolamptechnologie zich door de jaren heen ontwikkeld? 2. Hoe ziet het systeem van transfers van technologische eigenschappen van autolampen er uit? 3. Hoe gaat, gelet op de technologische innovaties, de toekomst van de autoverlichting er op de lange termijn uitzien? Voor de koplampfuncties groot- en dimlicht is momenteel de halogeentechnologie de dominante technologie. De alternatieve technologie is al enkele jaren de gasontladingstechnologie, de hierbij behorende artefacten zijn bekend als Xenonlampen. Daarnaast is er sinds 2007 nog een alternatieve technologie beschikbaar, te weten LEDtechnologie. Deze drie varianten hebben ieder een compleet eigen technologische achtergrond en bepaalde karakteristieke technische eigenschappen waardoor ze zich van elkaar onderscheiden. Er is in deze scriptie onderzoek gedaan naar hoe de verschillende koplamptechnologieën elkaar beïnvloeden in hun ontwikkeling. Deze beïnvloeding van technologieën is verklaard vanuit het idee dat er transfer van technische eigenschappen dan wel functionaliteiten tussen technologieën plaatsvindt. Deze transfers worden veroorzaakt doordat verschillende technologieën om de dominantie van de koplampverlichting strijden. De naam van dit transfermechanisme is het “Pluto effect” en is bedacht door Dr. ing. Mom. Uit het onderzoek wat voor deze scriptie is gedaan blijkt dat het Pluto effect is opgetreden tussen bijvoorbeeld de Halogeen- en Xenontechnologie waarbij de ene technologie zich ontwikkeld heeft doordat de andere technologie betere functionaliteiten bood. Omdat deze twee technologieën wezenlijk verschillend zijn moest de ene technologie, om de functionaliteit van de andere kopiëren, de eigen technologie doorontwikkelen om zodoende de tekortkomingen weg te werken dan wel te verminderen. Daar waar de Pagina 3

Xenontechnologie in het begin veel betere functionaliteiten op bijvoorbeeld het gebied van lichtopbrengst en levensduur had, zijn door via het Pluto effect deze functionaliteiten bij de halogeenlampen ook sterk verbeterd. In eerste instantie werd gedacht dat Xenonverlichting snel dominant zou worden maar via het Pluto effect is er dus voor gezorgd dat halogeenverlichting sterk verbeterd is en nog steeds dominant is op het gebied van groot- en dimlicht. Ook is er onderzocht in hoeverre de Europese wetgeving een factor van belang is bij de ontwikkeling van koplampverlichting. Om hier een waardeoordeel aan te kunnen geven is de Europese wetgeving afgezet tegen de Amerikaanse omdat deze twee soorten wetgeving sterk van karakter verschillen. Bij vergelijking van deze twee verschillende vormen van wetgeving bleek de Europese wetgeving een liberaler karakter te hebben dan de Amerikaanse wetgeving, die een strenger regulerend karakter had. De bij de Europese wetgeving behorende ECE-standaard bleek veelal open te staan voor innovaties en, onder andere middels voorlopige toelatingen, nieuwe verlichtingstechnologieën zo min mogelijk dwars te zitten. Geconcludeerd kan dan ook worden dat de Europese wetgeving, in tegenstelling tot de Amerikaanse wetgeving, geen grote beperkende factor is in de innovatie van koplampverlichting. Met de kennis uit het onderzoek is vervolgens een toekomstscenario geschetst voor de verschillende lamptechnologieën. De verwachting is dat LEDkoplampen waarbij LED‟s ook het groot- en dimlicht voor hun rekening nemen, een grotere rol zullen gaan spelen. Omdat LEDkoplampen op het gebied van gebruiksfuncties minimaal gelijkwaardig en op sommige gebieden zelfs superieur zijn aan de Xenonkoplampen, zal de rol van Xenonverlichting steeds kleiner worden. De te verwachten prijsdaling van LEDkoplampen en de al jarenlange constante hoge kostprijs van Xenonkoplampen zullen dit proces alleen maar versnellen. De Halogeen koplamp lijkt het technologisch inferieure maar prijstechnisch onklopbare alternatief voor de LEDkoplamp te worden. Ontwikkelingen op het gebied van koplampverlichting zullen continue volgens het Pluto effect verlopen en er voor zorgen dat de verlichtingstechnologieën zullen blijven evolueren.

Pagina 4

Inhoudsopgave Voorwoord ____________________________________________ 2 Samenvatting __________________________________________ 3 Inhoudsopgave _________________________________________ 5 Lijst met figuren en tabellen _______________________________ 7 Gebruikte afkortingen____________________________________ 8 Hoofdstuk 1 Inleiding ____________________________________ 9 1.1. Onderzoeksaanleiding______________________________ 10 1.2. Onderzoeksdoelen ________________________________ 10 1.2.1. Onderzoeksdoelstelling __________________________________11 1.2.2. Vraagstelling __________________________________________11 1.3. Afbakening ______________________________________ 12 1.4. Innovatietheorie en opbouw van het verslag ____________ 12 1.4.1. Keuze voor theorie ter verklaring van het mechanisme van technologische ontwikkeling ___________________________________13 1.4.2. Opbouw verslag ________________________________________15

Hoofdstuk 2 De historie van de autoverlichting _______________ 17 2.1. Autoverlichting: van kaars tot gloeilamp (1900-1960) _____ 17 2.1.1. Niet-elektrische autoverlichting ____________________________17 2.1.2. Elektrische autoverlichting ________________________________18 2.2. De halogeenlamp _________________________________ 19 2.2.1. Ontwikkeling en introductie van de halogeenlamp _____________19 2.2.3. De halogeenlamp na de introductie ________________________20 2.2.4. De beperkingen van halogeentechnologie ___________________21 2.2.5. Gekleurde halogeenlampen, verbetering of niet? ______________21 2.3. De gasontladingslamp ______________________________ 23 2.3.1. De ontwikkeling van de gasontladingstechnologie _____________23 2.3.2. De gasontladingslamp voor in de auto ______________________25 2.3.3. De Xenon verwarring ____________________________________26 2.4. De LEDlamp______________________________________ 27 2.4.1. Het principe van de Light Emmitting Diode __________________27 2.4.2. LEDtechnologie gebruikt voor autoverlichting _________________27

Hoofdstuk 3 Analyse ____________________________________ 29 3.1. Statisch overzicht van de lamptechnologieën ____________ 29 3.1.1. Gasontladingstechnologie ________________________________29 3.1.2. Halogeentechnologie ____________________________________30 3.1.3. Halfgeleidertechnologie __________________________________30 Pagina 5

3.2. Eigenschappen en voorkeuren van het Pluto effect _______ 32 3.3. Dynamisch overzicht van de lamptechnologieën _________ 34 3.3.1. De ontwikkeling van de High Performance halogeenlamp _______35 3.3.2. De ontwikkeling van de Long-Life halogeenlamp ______________38 3.3.3. Van kwikhoudende naar kwikvrije Xenonlamp ________________41 3.3.4. Voortdurend Pluto effect halogeen- en gasontladingstechnologie _42 3.4. De effecten van wetgeving op de ontwikkeling van autolampen __________________________________________________ 43 3.4.1. Standaardisatie van autoverlichting ________________________43 3.4.2. Verlichting en verblinding ________________________________44 3.4.3. Conclusie _____________________________________________46

Hoofdstuk 4 Onderzoeksresultaten en toekomstscenario ________ 47 4.1. Mogelijkheden van de afzonderlijke technieken __________ 47 4.1.1. Halogeentechnologie ____________________________________48 4.1.2. Xenontechnologie ______________________________________48 4.1.3. LEDtechnologie ________________________________________49 4.2. De toekomst van het groot- en dimlicht ________________ 50

Referenties ___________________________________________ 53 Internetadressen ______________________________________ 55 Bijlage I Interviews ____________________________________ 57

1 Dr. Rainer Neumann, Visteon Corporation _______________________57 2 Ing. L. Krzyzanowski, Philips Automotive Lighting _________________61 3 H. Smit, Hella B.V. Nieuwegein ________________________________64

Bijlage II Artikelen automotive tijdschiften __________________ 68 Bijlage III Patent Johannes van Liempt _____________________ 90

Pagina 6

Lijst met figuren en tabellen

Figuur 1:

Patent gasontladingslamp

23

Figuur 2:

Verlichtingsbeeld Halogeen- en Xenonverlichting

24

Figuur 3:

Prototype LEDkoplamp voor de Volkswagen Golf 5

28

Figuur 4:

Fioravanti Kite

31

Figuur 5:

Statisch overzicht lamptechnologieën

31

Figuur 6:

Dynamische interactie

35

Figuur 7:

Toekomst koplampverlichting

50

Tabel 1:

Indeling Xenonlamptypen

25

Pagina 7

Gebruikte afkortingen HIDlamp

High Intensity Discharge lamp

CHMSL

Central High Mounted Stop Lamp

LED

Light Emitting Diode

DRL

Daytime Running Lights

IEEE

Institute of Electrical and Electronics Engineers

ATZ

Automobiltechnische Zeitschrift

DRL

Day Running Lights

OEM

Original Equipment Manufacturer

Celis

Central Lighting System

SAE

Society of Automotive Engineers

ECE

Economic Commission for Europe

DOT

Department of Transportation

FMVSS

Federal Motor Vehicle Safety Standard

SCOT

Social Semantic Cloud of Tags

STeMPJE

Social, Technical, Market, Political, Juridical, Esthetic

AMT

Auto & Motortechniek

OECD

Organisation for Economic Co-operation and Development

IEA

International Energy Agency

Pagina 8

Hoofdstuk 1 Inleiding In de auto-industrie hebben in het verleden al vele innovaties plaatsgevonden. Zo zijn er bijvoorbeeld innovaties geweest op het gebied van de actieve veiligheid waardoor de ABS- en Airbagsystemen niet meer weg te denken zijn uit de hedendaagse auto. Ook op het gebied van de alternatieve aandrijftechnologie wordt de laatste jaren veel vooruitgang geboekt. De ontwikkeling van hybride en waterstofmotoren zijn hier voorbeelden van. Ten aanzien van de passieve veiligheid zijn er momenteel vele ontwikkelingen gaande op het gebied van de koplampverlichting en dan met name op het gebied van de autolamptechnologie. Men kan op het gebied van de autolamptechnologie, ten behoeve van de twee belangrijkste functies (het groot- en dimlicht), drie technologieën onderscheiden. Ten eerste is er de halogeentechnologie, deze technologie wordt inmiddels al weer bijna veertig jaar toegepast in autolampen. Deze halogeentechnologie is een doorontwikkeling van de gloeilamptechnologie die voorheen gebruikt werd voor de koplampverlichting. Hoewel de halogeentechnologie in het begin van de 20e eeuw ontwikkeld werd, kwam de eerste halogeenlamp die gebruikt werd voor de verlichting van auto‟s pas in 1968 [ATZ, 1968; 329] op de markt. Dit was een halogeenlamp die gebruikt werd in een mistlamp van Hella. Enkele jaren later werden de eerste auto‟s geproduceerd waarin een koplamp zat met een halogeenlamp welke zowel voor het groot- en dimlicht gebruikt werd. Sindsdien zijn er allerhande modellen halogeenlampen (H1, H2, H3, enz.) ontwikkeld en zijn er vele varianten van de verschillende modellen verschenen. Zo zijn er bijvoorbeeld halogeenlampen met een verlengde levensduur, verschillende lichtkleuren en een verhoogde lichtopbrengst. De tweede technologie die veel toegepast wordt is de gasontladingstechnologie, deze lampen zijn bekend als Xenon- of HIDlampen. In deze scriptie zullen we alleen de benaming Xenonlamp aanhouden, om verwarring te voorkomen. De gasontladingstechnologie bestaat al vele jaren, denk bijvoorbeeld aan TL-verlichting, maar deze technologie werd pas 20 jaar geleden voor het eerst toegepast in de koplampverlichting. Aanvankelijk waren de koplampen met Xenonlampen alleen verkrijgbaar op de duurdere modellen van de meer exclusieve automerken. Vandaag de dag kan men op vele modellen van bijna alle merken, meestal optioneel, Xenonverlichting krijgen. Naast deze twee technologieën is er nu ook sinds kort een technologie in gebruik die de twee belangrijkste koplampverlichtingsfuncties (groot- en dimlicht) kan verrichten en dus gezien mag worden als een volwaardige alternatieve technologie. Deze technologie is de LEDtechnologie en de Audi R8 is de eerste [Audi Group, 2007; 143] en tot nu toe enige auto die uitsluitend LED‟s gebruikt voor deze twee belangrijkste koplampverlichtingsfuncties.

Pagina 9

1.1. Onderzoeksaanleiding Zoals in de inleiding reeds vermeld zijn er momenteel ten behoeve van de twee koplampverlichtingsfuncties, het groot- en dimlicht, drie verschillende technologieën in gebruik. Behalve dat deze drie varianten ieder een compleet eigen technologische achtergrond hebben, heeft iedere technologie bepaalde karakteristieke technische eigenschappen waardoor ze zich van de andere onderscheidt. Zo werd op een gegeven moment de gasontladingslamp in auto‟s geïntroduceerd. Deze nieuwe lamp had de technische eigenschap dat het een levensduur had die vele malen langer was dan die van de op dat moment veel gebruikte halogeenlamp. In de daarop volgende jaren zorgde ontwikkelingen op het gebied van de halogeentechnologie er voor dat er verbeterde halogeenlampen op de markt kwamen die een langere levensduur hadden dan de conventionele halogeenlamp. Men kan de ontwikkeling van deze technische eigenschap, de levensduur van de halogeenlamp, dusdanig interpreteren dat het de komst van de gasontladingslamp is geweest die er voor gezorgd heeft dat de levensduur van een halogeenlamp is toegenomen. Het zou dus kunnen dat een positieve technische eigenschap van de nieuwe technologie van invloed is geweest op de ontwikkeling van de technische eigenschap van een reeds bestaande technologie. De aanleiding van dit onderzoek is gelegen in het feit dat het niet duidelijk is hoe de verschillende koplamptechnologieën elkaar beïnvloeden in hun ontwikkeling. Naar deze beïnvloeding van technologieën is tot nu toe ten aanzien van de koplampverlichtingstechnologie nog geen onderzoek gedaan. Daarom is het ook niet mogelijk om een verklaring te geven voor de ontwikkeling van de koplampverlichting van de afgelopen decennia. Omdat het niet duidelijk is hoe dit mechanisme in het verleden heeft gewerkt, is het ook niet mogelijk om een goed onderbouwde voorspelling van toekomst van de koplampverlichtingstechnologie te geven.

1.2. Onderzoeksdoelen Uit de hierboven gegeven onderzoeksaanleiding kan een onderzoeksdoelstelling gedefinieerd worden. Uit de onderzoeksdoelstelling vloeit de onderzoeksvraag voort. De onderzoeksvraag wordt vervolgens opgedeeld in enkele deelvragen. Door in deze scriptie antwoord te geven op de deelvragen zal de onderzoeksvraag beantwoord zijn en zal ook aan de onderzoeksdoelstelling voldaan zijn.

Pagina 10

1.2.1. Onderzoeksdoelstelling Dit onderzoek stelt zich ten doel een bijdrage te leveren aan het inzicht in de ontwikkeling van, voor koplampen geschikte, lamptechnologieën en een toekomstscenario te schetsen voor deze lamptechnologieën.

1.2.2. Vraagstelling De volgende hoofdvraag is geformuleerd aan de hand van de onderzoeksdoelstelling:

Hoe kunnen de technische ontwikkelingen van lamptechnologieën worden verklaard als een systeem van transfers van technologische eigenschappen en wat betekent dit voor de toekomst van lamptechnologieën?

Om een antwoord te krijgen op de hoofdvraag zal in deze scriptie onderzoek gedaan worden naar een drietal deelvragen. Door beantwoording van deze deelvragen zal de hoofdvraag ook beantwoord worden. Om antwoord te geven op de hoofdvraag, wordt deze nader gespecificeerd in een aantal deelvragen, te weten; 1. Hoe heeft de autolamptechnologie zich door de jaren heen ontwikkeld? Met de eerste deelvraag wordt de historie van de verschillende autolamptechnologieën onderzocht. Relevante technologische ontwikkelingen worden in kaart gebracht. 2. Hoe ziet het systeem van transfers van technologische eigenschappen van autolampen er uit? Met de tweede deelvraag worden aan de hand van een transfertheorie enkele transfers van technische eigenschappen beschreven die een rol hebben gespeeld in de ontwikkeling van de autolamptechnologie. 3. Hoe gaat, gelet op de technologische innovaties, de toekomst van de autoverlichting er op de lange termijn uit zien? Bij deze laatste deelvraag wordt onderzocht wat de mogelijkheden en problemen van de huidige lamptechnologieën zijn en zal een toekomstscenario voor deze lamptechnologieën geschetst worden. Pagina 11

1.3. Afbakening Omwille van de voortgang en beheersbaarheid van dit onderzoek is een goede afbakening vooraf nodig. Koplampverlichting kent naast onderscheid in toegepaste lamptechnologieën ook een scheiding in verlichtingsprincipe. Zo zijn er tot op de dag van vandaag twee verschillende wereldwijde standaarden: de Amerikaanse SAE (of “DOT”) standaard1, welke verplicht is in de Verenigde Staten en de Europese ECE (of “E-code”) standaard2 die in de rest van de wereld verplicht dan wel toegestaan is. Het voornaamste verschil tussen deze twee autoverlichtingsstandaarden is de mate waarin de tegenligger verblind wordt bij het voeren van dimlicht. De Amerikaanse standaard staat een relatief hoge schittering van het licht naar tegemoet komende bestuurders toe. Dit maakt een onscherpe, geleidelijke overgang van licht naar donker mogelijk. De Europese standaard daarentegen heeft strikte richtlijnen voor de toegestane hoeveelheid schittering van het licht en schrijft een strikte scheidslijn tussen de licht-donker overgang van het dimlicht voor3. Deze twee standaarden zorgen ervoor dat in de betreffende landen verschillende koplampen gebruikt moeten worden om zo aan de eisen te kunnen voldoen. Het verschil in standaard heeft er ook voor gezorgd dat er voor deze koplampen verschillende soorten lampen gebruikt worden die niet onderling uitwisselbaar zijn. Dit heeft dan ook geleid tot grote verschillen in de ontwikkeling van automotive lamptechnologieën in Amerika en Europa3. Dit verschil maakt dat een alles omvattend onderzoek naar automotive lamptechnologieën erg divers en erg groot zou worden. Het onderzoek zal dus beperkt worden tot de ontwikkeling van lamptechnologieën binnen een van deze twee standaarden. Dit onderzoek zal de ontwikkeling van de lamptechnologie binnen de ECE standaard omvatten. Naast de afbakening van lamptechnologieën in relatie tot standaarden wordt het onderzoek naar de historie van de autolamp ook nog afgebakend. Er is voor gekozen om de historische ontwikkeling vanaf de introductie van de halogeenlamp te onderzoeken en technologieën die hieraan vooraf gingen buiten beschouwing te laten. Hoewel het vanuit een historisch oogpunt wel interessant is om deze te onderzoeken, zou dit erg tijdrovend zijn en is deze informatie niet relevant bij het beantwoorden van de onderzoeksvraag. Daarom worden de voorlopers van de halogeenlamp in paragraaf 2.1. in het kort beschreven maar verder niet onderzocht.

1.4. Innovatietheorie en opbouw van het verslag In deze paragraaf zal de keuze voor de theorie, ter verklaring van het mechanisme van technologische ontwikkeling, gemaakt worden. De alternatieve theorieën zullen kort besproken worden waarna de opbouw van het verslag, mede aan de hand van de gekozen theorie, nader toegelicht zal worden.

Pagina 12

1.4.1. Keuze voor theorie ter verklaring van het mechanisme van technologische ontwikkeling De geschiedenis van historisch technologisch onderzoek is betrekkelijk jong en heeft in korte tijd verschillende zienswijzen opgeleverd. Er is op dit moment geen consensus over het juiste model en en de juiste onderzoeksmethode in de historisch technologisch literatuur. Wat opvalt in de geraadpleegde literatuur is dat de verificatie van het voorgestelde onderzoeksmodel vaak de boventoon voert. Begrijpelijk, maar de artikelen bezitten hierdoor een gebrekkige zelfkritiek. Het zou echter voor de onderzoeker zelf weinig toegevoegde waarde hebben wanneer deze in zijn artikel het eigen voorgestelde en uitgewerkte model, in grote mate zou bekritiseren. Voor de wetenschap in het algemeen is dit wellicht wel wenselijk. Het falsifiëren van het onderzoek wordt door de auteur, bewust of onbewust, aan collega-onderzoekers overgelaten. Het is de vraag of, naast deze blijkbaar gebruikelijke verificatie/falsificatie processen in historisch technologisch onderzoek, andere vruchtbaardere onderzoeksstrategieën zijn te bedenken. Er zijn minder artikelen geschreven die een categorisatie hebben gemaakt van de verschillende onderzoeksmodellen dan artikelen die modellen hebben uitgewerkt. Dit komt wellicht door de overlappende eigenschappen van de verschillende modellen, die categorisatie moeilijk maken. In artikelen over historisch technologisch onderzoek wordt vaak begonnen met het kort behandelen van de zwakten van de huidige modellen. Daarna gaan de schrijvers over tot het verifiëren van een nieuw door henzelf ontworpen model. Het is daarom niet onwaarschijnlijk dat de auteurs een bepaalde mate van subjectiviteit tentoon spreiden omtrent de mogelijke onderzoeksmodellen. Een artikel van Peter van den Besselaar [Besselaar, 2000] doet dat in mindere mate en geeft een aardig beeld van de mogelijke onderzoeksmodellen. De volgende theorieën over technologische ontwikkeling en innovatiemodellen kunnen worden onderscheden: 1. Een neoklassiek economische theorie. Dit soort modellen zijn gebaseerd op het idee dat ontwikkeling gebaseerd is op economische besluiten. Techniek wordt beschouwd als een "black box" en is daarmee technologisch deterministisch. Dit verklaart niet de dynamiek van de technologische ontwikkeling en is daarom niet geschikt voor deze scriptie. 2. Empirische innovatiestudies gebaseerd op organisatie- en managementtheorieën. Deze theorieen richten zich voornamelijk op de voorwaarden tot succesvol innoveren en hierbij wordt de dynamiek niet verklaard. Deze dynamiek is nu juist een van onze onderzoeksdoelen en daarom zijn dit soort theorieën ongeschikt voor dit onderzoek. 3. De netwerkbenadering. De netwerkbenadering van Callon [Callon, 1986] gaat in op het netwerk van actoren (ingenieurs, overheid, consument, fabrikant, belangenorganisaties enzovoorts) en de interactie daartussen. Het samenspel tussen deze actoren leidt dan tot een bepaalde richting van een technologie. Nadeel van deze methode is dat soms de technologische grenzen onduidelijk zijn en de invloed

Pagina 13

van technologie wordt verwaarloosd, dit maakt deze methode dan ook ongeschikt daar we specifiek op technologieniveau onderzoek gaan doen. 4. Het SCOT model. Sinds de verschijning van het artikel van Pinch, Trevor & Bijker [Pinch, Trevor & Bijker, 1984] is de SCOT analyse een belangrijke pijler geworden in historisch technologisch onderzoek. Bij deze analyse wordt er in eerste instantie van uitgegaan dat vorming van technologie een open proces is en wordt gestuurd door sociale omstandigheden. Daarna wordt het proces geanalyseerd waarbij de relevante sociale groepen overeenstemming krijgen over de oplossingsrichting. Tot slot wordt in het laatste stadium van het SCOT model de relatie tussen de sociale en politieke achtergrond en de relevante sociale groepen beschreven waardoor de acties en redeneringen verklaard zouden kunnen worden. Al met al legt deze analysemethode te veel de nadruk op sociale groepen waardoor deze methode niet geschikt is voor deze scriptie. 5. De STeMPJE theorie. 'STeMPJE' is een theorie die binnen de IE & IS faculteit van de Tu Eindhoven ontwikkeld is. Dit is een afkorting voor de verschillende factoren, die een rol kunnen spelen in het traject van de ontwikkeling van een product [Sarlemijn, 1993]. De eerste drie letters staan voor 'Scientific' factoren (S-factoren) en 'Technological' factoren (Te-factoren). De M-factoren ('Market' factoren), P-factoren ('Political' factoren), J-factoren ('Juridical' factoren) en de E-factoren ('Esthetic' factoren) vormen geen deel van een technologisch systeem of product maar kunnen richting geven aan het ontwikkelingstraject van een product. De STeMPJE benadering is minder geschikt voor dit onderzoek omdat voor het analyseren van de ontwikkeling van lamptechnologie al deze factoren niet goed geïnventariseerd kunnen worden waardoor er geen goed eindoordeel gegeven kan worden. Zo is de noodzakelijke data ten behoeve van de Market factoren in de automobielindustrie bijna onmogelijk boven water te krijgen. Ook is het niet duidelijk in hoeverre esthetische factoren in de ontwikkeling van lamptechnologieën een rol spelen. Daarnaast spitst deze methode zich toe op ontwikkeling op bedrijfsniveau, terwijl dit onderzoek zich richt op ontwikkeling van lamptechnologie op Europees niveau. Deze nadelen maken deze methode ongeschikt voor dit afstudeeronderzoek. 6. Het Pluto Effect. Dit is een mechanisme waarmee de dynamiek tussen concurrerende technologieën en het op een bepaald moment in de tijd dominant zijn van een technologie verklaard kan worden. De dominantie van een bepaalde technologie is niet simpelweg te verklaren door de superieure eigenschappen ten opzichte van een gefaalde technologie op te noemen. Een technologieontwikkeling staat niet op zichzelf. Tijdens een concurrentiestrijd tussen technologieën proberen deze technologieën verschillende positieve eigenschappen van elkaar over te nemen. De mate waarin dat lukt, is afhankelijk van de mogelijkheid de gewenste eigenschappen over te nemen of dit te verhinderen [Mom, 2003; 34]. Dit mechanisme is door de bedenker ervan, dhr. Mom, omschreven in zijn promotieschrift; “Geschiedenis van de auto van morgen.” [Mom, 1997; 20]:

“Deze, op het eerste oog, misschien wat vreemde benaming slaat op de metafoor van de hond Pluto van Walt Disney. Pluto is voor een kar gespannen en loopt achter een worst aan die hem voorgehouden wordt. Pluto is in dit geval de nieuwe alternatieve technologie en de berijder van de kar met de worst is de oude Pagina 14

dominante technologie. Pluto volgt een bewegend doel, omdat de oude technologie ook ontwikkelt (mede dankzij de nieuwe technologie). In het ene geval zal Pluto zijn doel nooit bereiken, in een ander geval wel en eet Pluto de worst op: Pluto wordt dan de nieuwe, dominante technologie. Ook kan het doel voor de nieuwe technologie niet meer de moeite waard zijn. Het mechanisme stopt dan, waardoor de dominante technologie ook niet verder ontwikkelt.” -- Gijs Mom, 1997 --

Dit mechanisme is bij uitstek geschikt om interactie en dominantie van technologieën te verklaren en zal dan ook gebruikt worden voor ons onderzoek.

1.4.2. Opbouw verslag De historie van de technologische ontwikkeling van de autolamp zal in hoofdstuk 2 onderzocht worden middels een beschrijvend historisch onderzoek waarbij vooral gebruik zal worden gemaakt van historische autotechnische literatuur. Om hierna in hoofdstuk 3 een analyse te kunnen maken van innovatie bij autolampen door middel van het Pluto effect, is het belangrijk dat dit hoofdstuk de drie fasen zoals hieronder omschreven [Mom, 2003; 35] behandelt. Deze analyse bestaat uit de volgende drie fasen: 1 Een statisch overzicht van de alternatieve technologieën. Een overzicht zal worden opgesteld van de lamptechnologieën gebruikt voor koplampverlichting, op een bepaald moment in de tijd. Dit overzicht zal alle relevante technologieën bevatten binnen de afbakening zoals beschreven in paragraaf 1.3. en maakt gebruik van de informatie uit hoofdstuk 2. 2 Een dynamisch overzicht van concurrerende technologieën. Er wordt een model opgesteld waarin de interactie van technische eigenschappen en functies van de verschillende lamptechnologieën duidelijk naar voren komen. In dit overzicht zullen, aan de hand van het statische overzicht van fase 1, drie voorbeelden van de interactie tussen verschillende lamptechnologieën uitgewerkt worden. In deze drie voorbeelden zal het duidelijk worden dat concurrerende technologieën, hoewel ze ieder hun eigen technische eigenschappen hebben, elkaars functies overnemen. Een voorbeeld van dynamische interactie is twee concurrerende automerken die ieder een eigen model raceauto hebben. Een belangrijke gebruiksfunctie van een raceauto is dat deze een hoge topsnelheid heeft. Op een gegeven moment weet het ene automerk zijn raceauto te onderscheiden van de concurrentie doordat de nieuwste versie van hun raceauto een topsnelheid kan behalen van 300 km/u. Zij hebben dit gedaan door een krachtigere motor in hun raceauto te plaatsen. Deze krachtige motor is een technische eigenschap die specifiek voor die raceauto geldt. Het concurrerende merk verandert niets aan hun motor, die minder krachtig is dan die van de concurrentie, maar past de stroomlijn van hun model aan zodat deze ook 300 km/u kan rijden. Dit is een voorbeeld van dynamische interactie, de raceauto van het concurrerende automerk heeft de verbeterde gebruiksfunctie, de topsnelheid van 300 km/u, overgenomen door het verbeteren van een andere technische eigenschap, namelijk de stroomlijn. Pagina 15

3 Analyse interactie technologische artefacten. Met het opstellen van een statisch en dynamisch overzicht is nog niet verklaard waarom de ontwikkeling van de lampen op een bepaalde manier verlopen is en waarom een bepaalde technologie op een gegeven moment dominant heeft kunnen worden. Hiervoor zal het mechanisme genaamd Pluto effect, zoals beschreven in paragraaf 1.4.1., gebruikt worden. Naast de drie bovenstaande stappen zal aan het einde van hoofdstuk 3 het effect van de Europese wetgeving op de ontwikkeling van lamptechnologie onderzocht worden. In hoofdstuk 4 zal aan de hand van de bevindingen uit hoofdstuk 3 en de verwachtingen van geïnterviewde experts, een toekomstscenario geschetst worden voor de verschillende lamptechnologieën op zich en de ontwikkeling van automotive lamptechnologie in zijn geheel.

Pagina 16

Hoofdstuk 2 De historie van de autoverlichting Zoals vermeld in de afbakening wordt de ontwikkeling van de autolamp vanaf de introductie van de halogeenlamp onderzocht. Er zijn verschillende verlichtingtechnologieën geweest welke vooraf gingen aan de halogeenverlichting. In de onderstaande paragraaf zal een beknopte samenvatting worden gegeven van de ontwikkelingen voorafgaand aan de ontwikkeling van de halogeenlamp. De drie verschillende hedendaagse verlichtingstechnologieën zullen in de daaropvolgende paragrafen besproken worden alsmede ook enkele varianten van deze drie technologieën. Aan het einde van dit hoofdstuk zal de lezer een duidelijk beeld hebben van de verschillende technologieën, de bijbehorende specifieke eigenschappen en hoe de verschillende uitvoeringsvormen uiteindelijk tot stand zijn gekomen.

2.1. Autoverlichting: van kaars tot gloeilamp (1900-1960) Deze paragraaf is opgedeeld in 2 categorieën, te weten elektrische en nietelektrische autoverlichting.

2.1.1. Niet-elektrische autoverlichting Op het moment dat de eerste vormen van elektrische verlichting in gebruik werden genomen, kwam er ook een nieuwe manier van transport, de auto. Parallel aan de ontwikkeling van de auto liep ook de ontwikkeling van deugdelijke autoverlichting. Het begin van de voertuigverlichting was er een met vele obstakels. Vooral het verblinden van de tegenligger, wat een steeds groter probleem werd naarmate er meer auto‟s kwamen, werd als een serieus probleem ervaren [Mom, 1993; 14]. Er hebben in de loop der jaren verschillende vormen van autoverlichting de revue gepasseerd. De eerste vormen van autoverlichting waren rechtstreeks overgenomen van de voorloper van de auto, de paardenkoets. Dit waren de kaars- en olielampen maar deze bleken echter al in een vroeg stadium niet voldoende voor auto‟s aangezien de lichtopbrengst te wensen over liet [Card, 1987; 27]. Een ander principe van verlichting dat hierna kwam was de acetyleenverlichting. De acetyleenlampen werden gevoed door gasgeneratoren op basis van carbid. Carbid is een calciumkoolstofverbinding die bij toevoeging van water het zeer explosieve gas acetyleen produceert. Groot probleem bij deze laatste vorm van verlichting was de onderhoudsgevoeligheid en de gevaarlijke klus van het handmatige ontsteken van deze lampen, omdat er altijd explosiegevaar is bij het gebruik van carbid [Card, 1987; 30]. Verblinding van de tegenligger was ook een groot probleem daar deze felle lampen primair bedoeld waren om op donkere wegen buiten de steden voor voldoende licht te zorgen, daar waar de kans klein was om tegenliggers tegen te komen.

Pagina 17

2.1.2. Elektrische autoverlichting Hoewel er ten tijde van de acetyleenverlichting ook al de huishoudelijke gloeilamp was, zoals ontwikkeld door Edison, werd deze nagenoeg niet gebruikt voor de voertuigverlichting aangezien deze niet robuust genoeg was voor toepassing in auto‟s. Vooral de trillingen die de lamp te verwerken kreeg bleken fataal voor de gloeidraad4. De eerste redelijk betrouwbare elektrische autoverlichting was de verlichting met een metaaldraadlamp op basis van wolfraam [Mom, 1993; 15], waarbij de gloeidraden voor de toepassing in de auto extra waren versterkt. Het vullen van de ballon met gas (argon, stikstof, of een mengsel van beide) zorgde ervoor dat de lamp een voldoende mechanische sterkte verkreeg evenals een voldoende lange levensduur. In Amerika werd dit type lamp al voor de Eerste Wereldoorlog op de markt gebracht door het automerk Peerless in 19105. in Europa gebeurde dit pas 10 jaar later. Zoals hierboven al genoemd vormde verblinding van tegenliggers een steeds groter wordend probleem. Het vraagstuk wat opgelost diende te worden was hoe de weg voor de auto voldoende te verlichten zonder tegelijkertijd de tegenligger te verblinden. In Europa werd dit probleem opgelost door de ontwikkeling van de lamp met dubbele gloeidraad, beter bekend als de Duplolamp [Olson, 1977; 6]. Bij deze lamp was de dimlichtdraad buiten het brandpunt van de paraboloïde reflector geplaatst (en deze produceerde daardoor een convergerende lichtbundel). Deze dimlichtdraad had een geringere lichtsterkte. In Amerika kwam men uiteindelijk tot een andere oplossing, het “constant dimmen” van de lampen, hoewel het gedimde licht toch nog een factor 2 sterker was dan het Europese dimlicht. Een ander verschil tussen de twee verlichtingsprincipes is dat het Europese dimlicht asymmetrisch was: door een speciale vormgeving van de reflector werd de berm meer verlicht dan de as van de weg. In Europa werd de dimlichtgloeidraad afgeschermd door een symmetrisch kapje, waardoor, in tegenstelling tot in Amerika, een scherpe scheiding tussen licht en donker tot stand kwam. Het principiële verschil tussen de twee systemen werd in 1954 formeel bekrachtigd, naar aanleiding van het eindverslag van de “Working Group Brussels” [Olson, 1977; 84]. In 1957 werd het asymmetrische dimlicht systeem officieel tot “Europees dimsysteem” uitgeroepen en gingen in hetzelfde jaar de eerste systemen in productie. De Amerikaanse oplossing van het probleem dat “sealed beam” heette, werd te verblindend gevonden en mocht niet op de Europese wegen verschijnen. De hierboven, op gloeilamptechnologie gebaseerde, autolampen worden al jaren niet meer toegepast voor groot- en dimlicht van nieuwe auto‟s [OECD/IAE, 2006; 132] omdat ze verdrongen zijn door hun technologische opvolgers, waar de rest van deze scriptie over zal gaan.

Pagina 18

2.2. De halogeenlamp De halogeenlamp heeft sinds het begin van de 20e eeuw een flinke ontwikkeling doorlopen, zowel op het gebied van lichtopbrengst alsook op het gebied van levensduur. De ontwikkeling ging zeer moeizaam, gelet op de lange ontwikkeltijd. De verbeteringen kwamen vaak via een zogenaamd “trial-and-error”-proces tot stand waarbij verschillende vulgassen en gloeidraden toegepast werden totdat uiteindelijk de beste combinatie werd gevonden.

2.2.1. Ontwikkeling en introductie van de halogeenlamp De halogeenlamp werd in eerste instantie jodiumlamp genoemd, waarbij aan het vulgas een kleine hoeveelheid halogenen is toegevoegd. Dit werd gedaan om lampzwarting tegen te gaan. Lampzwarting is het verschijnsel waarbij de metaaldeeltjes van de verdampende gloeidraad neerslaan op het lampglas. Dit lampglas wordt hierdoor donkerder, waardoor de lichtopbrengst minder wordt wat uiteindelijk resulteert in een onbruikbare lamp. Dit probleem was in de beginfase van de ontwikkeling van de halogeenlamp aanwezig maar werd uiteindelijk opgelost door te experimenteren met verschillende halogene gassen in de lamp. De halogeenvulling van jodium of bromide maakt dat de gloeidraadtemperatuur op kan lopen tot rond het smeltpunt van wolfram, wat resulteert in een hoge lichtopbrengst. De diverse verbeteringen aan de halogeenlamp worden onder andere goed weergegeven door de patenten die er in het begin van de 20e eeuw verleend werden aan verschillende verbeterde versies van de halogeenlamp. Zo was bijvoorbeeld het in 1933 aan Johannes van Liempt verleende patent [bijlage III] voor het toevoegen van een halogeen in de vorm van chloride, bromide of jodium al een stap in de goede richting. De ontwikkeling van de halogeenlamp met de eigenschappen zoals we die vandaag de dag kennen, te weten een hoge lichtopbrengst en een lange levensduur, kwam pas echt goed op gang nadat er in het laboratorium van General Electric halverwege de jaren ‟50 grote vooruitgang werd geboekt [Furfari, 2001; 13]. Mede door het werk van General Electric onderzoeker en patenthouder E. Fridrich werd er in de laboratoria van General Electric met succes gewerkt aan een halogeenlamp die niet het probleem met lampzwarting had zoals bij eerder experimenten wel het geval was. Citaat E. Fridrich6:

"Some people said it had been tried - putting halogens in lamps - but it didn't work. My opinion was that halogen had not been tried in this particular configuration, with a material - quartz - that was capable of going to much higher temperatures." -- Elmer Fridrich, 1996 --

In 1959 kwam General Electric dan ook als eerste met een betrouwbare en efficiënte halogeenlamp welke geschikt was voor productie. Deze eerste halogeenlampen waren echter nog geen autolampen. Pagina 19

De introductie van halogeenlampen in de koplampverlichting van auto‟s liep enige vertraging op. Voor deze vertraging zijn er 2 oorzaken [Furfari, 2001; 14] aan te wijzen: Enerzijds had General Electric in de vroege jaren ‟40 zeer grote investeringen gedaan in koplamptechnologie op basis van de toen heersende gloeilamptechnologie. Deze investeringen begonnen veel geld op te leveren in de jaren ‟50 en General Electric was niet van plan om met deze winstgevende activiteit te stoppen en wederom investeringen te doen in een nieuwe technologie. Verder liet de “U.S. Department of Transportation” deze lamp nog niet toe op de Amerikaanse markt. In Europa had men dit probleem met de wetgeving niet. In 1957 ging men in Europa over naar standaardisering van het asymmetrische dimlicht [Pöppinghaus, 1967; 232], wat vandaag de dag nog steeds de enige toegestane verlichting van Europese auto‟s is. Door invoering van deze wetgeving werd het mogelijk om het vermogen van de koplampverlichting te verhogen waarbij de verblinding van de tegenligger niet toenam. In de beginjaren van de autohalogeenverlichting waren er nogal wat problemen met de productie van een betrouwbare lamp [ATZ, 1962; 156]. Dit kwam voornamelijk doordat de eisen aan een lamp gebruikt voor de autoverlichting veel strenger zijn dan voor een reguliere halogeenlamp. Toen de serieproductie van kwalitatief hoogwaardige halogeenlampen goed op gang kwam, werden er in eerste instantie nog geen complete koplampen geproduceerd maar werden er alleen verstralers en mistlichten geproduceerd. De firma Hella beet hierbij het spits af met een mistlamp [ATZ, 1968; 329] welke bij een al bestaande auto op bijvoorbeeld de voorbumper gemonteerd werd. Een van de problemen die de ontwikkeling van een koplamp met geïntegreerd dim- en grootlicht in de jaren zestig in eerste instantie in de weg stond was dat het zeer moeilijk was om het halogeenequivalent van de conventionele duplo lamp te produceren. Het grootste probleem was het halogeen kringloopproces van de lamp met dubbele gloeidraad dat door de 2 gloeidraden niet stabiel was. Philips had dit probleem echter medio 1965 op weten te lossen [Autotechnisch Tijdschrift 7, 1971; 298] zodat de weg vrij was voor de verdere ontwikkeling van halogeen koplampen.

2.2.3. De halogeenlamp na de introductie Na een wat moeizame start werd het succes van de halogeenlamp in de jaren 70 almaar groter. Opvallend waren bijvoorbeeld de hogere prestaties, in vergelijking met de conventionele duplolamp. Zo had de H4 lamp een lichtopbrengst die voor zowel het groot als dimlicht 100% hoger lag dan die van de conventionele duplolamp [ATZ 80, 1978; 8]. In 1978 werd in Duitsland al 50% van de nieuw geproduceerde auto‟s met H4 lampen uitgerust. Voor de grotere dure wagens was dit vaak al standaard, bij de wat kleinere en goedkopere wagens waren de met H4 lampen uitgevoerde koplampen vaak nog optioneel. Na de introductie van de H4 lamp zijn er in de daaropvolgende jaren nagenoeg geen nieuwe lamptypes ontwikkeld, er werd voornamelijk gewerkt aan het verbeteren van de al bestaande lamptypen. Pas bij de introductie van de H7 lamp, in 1993, lijkt het Pagina 20

er op dat de ontwikkeling van nieuwe lamptypen weer een impuls kreeg en kwamen kort daarna de H8, H9 en H11 op de markt. Dit zijn allen lampen met enkele gloeidraad.

2.2.4. De beperkingen van halogeentechnologie Zoals elke andere technologie heeft ook de halogeentechnologie zijn nadelen en beperkingen wat van invloed is op de prestaties van deze technologie. De grootste ontwikkelingsinspanning in deze eerste periode van elektrische voertuigverlichting (tot 1970) is gestoken in een verhoging van de betrouwbaarheid en een verlenging van de levensduur. De lichtopbrengst in dezelfde periode is echter slechts bescheiden toegenomen. De lichtopbrengst of specifieke lichtstroom is de lichtstroom (de hoeveelheid lichtenergie per tijdseenheid, uitgedrukt in lumen) per watt toegevoerd elektrisch vermogen. Omdat 1 watt theoretisch overeenkomt met 683 lumen7, bedraagt het lichtrendement van een autolamp die (al rond 1933) 15 lumen per watt levert8 slechts 15/683, oftewel 2,2%. De rest gaat in de vorm van onzichtbare straling, vooral warmtestraling en wat ultravioletstraling, verloren. Tot de invoering van de halogeenlamp is dit lichtrendement niet spectaculair gestegen; de halogeenlamp (met een lichtopbrengst van ongeveer 23 lm/W) verhoogde het rendement in één klap naar 3,3%. Anders dan bij stationaire lichtbronnen is de voertuigverlichting aan een aantal extra zware randvoorwaarden gebonden, variërend van aerodynamische eisen tot esthetische normen. Zowel de aerodynamica als de voertuigstyling oefenen tegenwoordig voortdurende druk op de koplampfabrikanten uit om te komen tot compacte koplampen9. Kleinere koplampen maken een sterke wigvorm van het motorcompartiment mogelijk en helpen zo de luchtweerstand te verminderen. Verkleining van de koplampen bij een gelijkblijvende lichtopbrengst heeft als enige oplossing het verhogen van de lichtsterkte. Dit is waar de ontwikkeling van de halogeenlamp lijkt op te houden, de gloeitemperatuur van de halogeenlamp benadert het smeltpunt van wolfraam (3695 K = 3400 C)10 en kan dus niet verder meer verhoogd worden.

2.2.5. Gekleurde halogeenlampen, verbetering of niet? De conclusie van de vorige paragraaf is dat er op het gebied van gloeitemperatuur dus weinig winst meer te behalen lijkt. Fabrikanten proberen tegenwoordig de lichtopbrengst te verhogen door middel van het uitfilteren van bepaalde kleuren uit de van origine witte lamp . Deze gekleurde lampen vinden hun oorsprong in de gele lampen die door de Franse regering in de jaren 1936 verplicht werden gesteld11. Hoe onstaat het gele licht? Je verkrijgt het gele licht als je de kleur blauw uit een lamp filtert. De kleur blauw heeft de kortste golflengte en dientengevolge de meeste spreiding. Als blauw licht water, regen, sneeuw of mist raakt dan verspreidt het zich in alle richtingen en zorgt het ervoor dat het zicht beperkt wordt. Blauw is ook een moeilijke kleur om in te kijken als het zeer intens is, omdat het verblinding van een tegenligger in de hand Pagina 21

werkt. Destijds kwam men in Frankrijk dus op het idee om het blauw uit het spectrum van de koplamp te halen. Van deze gele lampen werd beweerd dat ze beter presteerden bij slechter weer en voor minder verblinding zorgden dan de witte lampen. Echter, vergelijkende tests wezen later uit dat de intensiteit van de lichtbundel bij gele lampen 12 procent minder was dan die van gewone witte lampen, wat dan ook de minder verblindende werking bij slecht weer lijkt te verklaren. De keuze die destijds gemaakt werd voor gele lampen lijkt dus gebaseerd op een illusie11. Tot aan het midden van de jaren ‟90 waren koplampen in Frankrijk verplicht om geel licht uit te stralen. Voor een goede mistlamp echter zijn deze gele lampen wel geschikt. De weerkaatsing die het gele licht op de mist heeft is minder dan die van gewone witte lampen, waardoor de bestuurder dus minder hinderlijke weerkaatsing van het licht zal krijgen en beter zal kunnen zien in mistige omstandigheden. Tot enkele jaren geleden werd het gele licht verkregen door cadmium in de lamp te verwerken. Omdat cadmium zeer milieuonvriendelijk is, wordt dit tegenwoordig niet meer gedaan. Tegenwoordig verkrijgt men geel licht door een geel doorlaatfilter over de lamp te plaatsen, dan wel de reflector van een geel filter te voorzien. Deze koplampen leveren een geelachtig licht recht vooruit maar stralen helaas blauw uit naar de zijkanten. Veel koplampen die dit licht uitstoten hebben een blauwe gloed boven de licht donker grens die als zeer hinderlijk wordt ervaren. Dit blauwe licht is misschien nuttig voor show doeleinden maar zorgt niet voor een verhoging van de zichtbaarheid [Sullivan & Flannagan, 2001; 22].

Pagina 22

2.3. De gasontladingslamp Deze autolamp werkt volgens een geheel ander principe dan de hierboven besproken halogeenverlichting en kan gezien worden als een nieuwe generatie autoverlichting. Deze technologie heeft echter niet, zoals wel gebeurd is bij de halogeen- en duplolamp, de oudere technologie geheel verdrongen.

2.3.1. De ontwikkeling van de gasontladingstechnologie De gasontladingslamp, ook wel bekend als de Xenonlamp of HID (High Intensity Discharge)-lamp, werkt volgens het principe van elektromagnetische straling die wordt opgewekt door excitatie en ionisatie van gasmoleculen en gasatomen in een plasma. Deze technologie is in 1901 gepatenteerd (figuur 1) door de Amerikaanse elektrotechnicus Peter Cooper Hewitt12. De ontwikkeling van deze technologie was een reactie op de problemen die Edison ondervond bij de ontwikkeling van de gloeilamp. Gebaseerd op de Geisslerlamp13, die het resultaat was van het pionierswerk wat door de Duitsers J. Plücher en H. Geissler in het midden van de 19e eeuw al was verricht, ontdekte Hewitt dat een elektrische stroom door zijn met kwik gevulde glazen buizen licht opwekte14. Deze lamp werd toen nog de kwiklamp genoemd en lijkt totaal niet op de hedendaagse Xenonlamp. Zo bevatten de eerste kwiklampen ongeveer 500 gram aan kwik, was het rendement erg laag (ongeveer 10%) en was de lichtkleur een mengeling van blauw en groen. In 1919 kocht General Electric het patent over en werd de lamp verder ontwikkeld. Zo werd de hoeveelheid benodigde kwik per lamp teruggebracht en werd de lichtopbrengst verhoogd. Dit resulteerde in 1962 in de “multi vapour metal halide” lamp. Lampen van dit type vonden hun toepassing voornamelijk in industriële omgeving, voor vermogens van 175 tot 1500 Watt15. Om gebruikt te kunnen worden voor de koplampverlichting zijn aanpassingen gedaan in de chemische samenstelling van de vulling en zijn speciale elektronische circuits ontwikkeld. Zodoende is er een lamp ontwikkeld welke binnen enkele seconden opstart, waar conventionele gasontladingslampen soms minuten nodig hebben. Ook werd de gasontladingstechnologie dusdanig aangepast dat een lamp uit en onmiddellijk weer aangezet kon worden zonder dat er een afkoelperiode nodig was.

Pagina 23

Figuur 1: Patent gasontladingslamp12

Pagina 24

2.3.2. De gasontladingslamp voor in de auto De Xenonlamp zoals deze in de koplamp zit heeft twee wolfraam elektroden met een diameter van ongeveer 250 μm en een onderlinge afstand van 1 tot 5 mm. De lamp is, in rust, gevuld met xenongas onder een druk van minimaal 4 bar en verder met kwik en metaalhalogeniden (natrium- en scanduimjodide) met een gezamenlijke massa van minder van 1 mg16. Dit genereert een enorme lichtopbrengst (zie figuur 2) die veel hoger is dan die van de gemiddelde halogeenlamp. Bij een nominaal vermogen van 35 watt produceren de D1S en D2S lampen een lichtopbrengst van 3200 Lumen. Deze hogere lichtopbrengst wordt vooral verkregen door de hoge lichttemperatuur van het gasmengsel (ongeveer 6000 K). Deze hogere lichttemperatuur was de voornaamste bottleneck bij het verhogen van de lichtopbrengst van de halogeenlampen17. Een conventionele halogeenlamp van 55W heeft dan ook maar een lichtopbrengst van ongeveer 1000 Lumen. Een Xenonkoplamp verbruikt in totaal 45W (35W in de lamp en 10W in de ballastelektronica), wat neer komt op ongeveer 20% minder energieverbruik bij een driemaal zo hoge lichtopbrengst, vergeleken met een halogeenkoplamp uitgerust met een 55W halogeenlamp.

Figuur 2: Verlichtingsbeeld Halogeen- en Xenonverlichting18

De eerste Xenonlampen zijn sinds 1991 beschikbaar in de BMW 7-serie. Naast de verhoogde lichtopbrengst is ook de langere levensduur een van de vele pluspunten. Daar waar halogeenlampen in de praktijk doorgaans 600 uur blijven werken, bereiken de Xenonlampen gemakkelijk 3000 branduren19. Om verblinding van Pagina 25

tegemoetkomend verkeer te voorkomen is er wetgeving opgesteld die autofabrikanten verplicht om de niveauregeling van Xenonkoplampen met de wielophanging van de wagen te verbinden. Dit zorgt ervoor dat het sterke Xenon licht niet te hoog kan komen, als een auto bijvoorbeeld zwaar beladen is. Dit is verplicht geworden met het in 2003 verschijnen van de EU richtlijn 2003/102/EC20. Momenteel zijn er 8 types Xenonlampen beschikbaar; D1S, D1R, D2S, D2R, D3S, D3R, D4S en D4R. Elke type Xenonlamp begint de typeaanduiding met de letter D van “discharge”. De aanduiding S of R geeft aan of de lamp geschikt is voor een reflector koplamp (R) dan wel projector koplamp (S). Verder hebben de lampen een interne of externe ontsteker en zijn ze vanaf 200421 verkrijgbaar in kwikvrije uitvoeringen. In tabelvorm ziet de indeling er als volgt uit:

Projector lamp Reflector lamp

Interne ontsteker D1S

Externe ontsteker D2S

Interne ontsteker D3S

Externe ontsteker D4S

D1R

D2R

D3R

D4R

Kwikhoudend

Kwikvrij

Tabel 1: indeling Xenonlamptypen.

2.3.3. De Xenon verwarring Zoals inmiddels duidelijk is zijn de halogeenlamp en de Xenonlamp twee compleet verschillende soorten lampen met ieder hun eigen werkingsprincipe. Er zijn echter ook halogeenlampen die onder de noemer Xenon-halogeen verkocht worden. Hoewel met een Xenonlamp eigenlijk een zogenaamde HIDlamp bedoeld wordt en dus geen halogeenlamp (met gloeidraad) zijn er wel degelijk halogeenlampen met Xenongas22. De lamp is in dit geval gedeeltelijk gevuld met het Xenongas waardoor de temperatuur van de gloeidraad hoger kan oplopen wat resulteert in een hogere lichtopbrengst. Het Xenon zorgt er in dit geval voor dat de hetere gloeidraad niet snel verbrandt, wat wel zou gebeuren indien er geen Xenongas in de halogeenlamp zou zijn toegevoegd. Het percentage Xenongas in de halogeenlamp komt nogal nauw en hangt onder andere af van de geometrie van de lamp, het soort lampglas en de werktemperatuur23. De prestaties van deze halogeenlampen met Xenongas zijn zeer goed te noemen en lampfabrikanten hebben dan ook de laatste jaren verschillende lamptypen met deze technologie uitgerust. Voorbeelden hiervan zijn de verschillende “+50%” lampen24, bestaande lamptypes (H1, H4, H7) met een verhoogde lichtopbrengst waarbij dan, door het woord “Xenon” te benadrukken, een link met gasontladingslampen wordt gelegd. Deze lampen behalen het hogere rendement onder meer door naast de xenonvulling van de lamp een verbeterde gloeidraad toe te passen.

Pagina 26

2.4. De LEDlamp Er is uiteindelijk een nieuwe technologie ontwikkeld die zich qua prestaties kan meten met de Xenonverlichting. De gebruikte technologie is op zich niet nieuw, echter toepassingen hiervan ten behoeve van het groot- en dimlicht waren tot nu toe uitgebleven.

2.4.1. Het principe van de Light Emmitting Diode De in de vorige paragrafen besproken technologieën vinden momenteel massaal hun toepassing in het groot- en dimlicht. Er is echter voor de koplampverlichting een nieuwe technologie die pas recentelijk voor het eerst toegepast is voor het groot- en dimlicht, de zogenaamde LEDtechnologie. LED staat voor Light Emmitting Diode en is geen nieuwe technologie, aangezien deze technologie al vele jaren gebruikt wordt voor toepassingen in bijvoorbeeld de consumentenelektronica (o.a. mobiele telefoons). In de auto-industrie wordt deze LEDtechnologie ook al weer enkele jaren toegepast, momenteel veelal ten behoeve van de op de achterruit geplaatste additionele remlichten. Ook de standaardlichten op auto‟s zoals knipperlichten, achterlichten en remlichten worden meer en meer met LEDtechnologie uitgevoerd25. De lichtenergie bij LED‟s ontstaat niet door het verwarmen van een gloeispiraal zoals bij halogeenlampen, maar door luminescentie, een technologie die qua principe sterke overeenkomsten heeft met de gasontladingstechnologie. Als atomen overgaan van een hogere naar een lagere energietoestand, ontstaat er soms een lichtuitstraling. Dit gebeurt wanneer energierijke elektronen vanuit een aangeslagen toestand naar een minder energierijke baan rond de atoomkern springen. De energie die hierbij vrij komt, zendt het elektron uit als een foton, dus als elektromagnetische straling. Indien het elektron genoeg energie heeft, komt het soms voor dat de uitgezonden straling binnen de golflengte van het voor de mens zichtbare licht ligt. In dat geval spreekt men van luminescentie26. Er is geen sprake van een gloeidraad zoals wel het geval is bij een halogeenlamp. Er treedt zodoende dus geen verbranding en dus ook geen slijtage van de LED op. Een voordeel van deze technologie is de langere levensduur, meestal gaan deze LEDlampen de gehele levensduur van de auto mee27.

2.4.2. LEDtechnologie gebruikt voor autoverlichting LEDtechnologie ten behoeve van het groot- en dimlicht wordt momenteel nog maar in 1 auto toegepast, de Audi R8. LEDlampen zijn bij andere auto‟s terug te vinden in andere verlichtingsfuncties, zo wordt bijvoorbeeld in de knipperlichten gebruik gemaakt van relatief kleine LED‟s. Voor het groot- en dimlicht zijn echter aanzienlijk grotere LED‟s nodig die ook een veel hoger vermogen hebben. De koplamp zelf ziet er ook geheel anders uit dan een Xenon- of halogeen koplamp. Een voorbeeld hiervan is te zien in figuur 3. Meerdere grote kunststoflenzen laten de koplamp eruit zien als een sterk uitvergroot insectenoog. Bij deze koplamp wordt het dimlicht Pagina 27

gevormd door het oplichten van 4 sectoren van het “insectenoog”, terwijl voor het grootlicht alle sectoren branden 28.

Figuur 3: Prototype LEDkoplamp voor de Volkswagen Golf 528.

De lichtopbrengst per LED was in 2005 nog 40 Lumen/Watt (Xenon = 85 Lumen/watt), maar verdere ontwikkeling maakt dat er momenteel al 80 Lumen/Watt gehaald wordt. Op dit moment kan Hella met zijn LED‟s al een dusdanig sterke lichtstroom opwekken, dat een bundel van 12 dioden-units 1000 lumen bereikt en daarmee net zo krachtig is als het dimlicht van een Xenonlamp29. Een van de voordelen die LEDlicht biedt is dat het relatief zuinig is omdat de lichtenergie niet ontstaat door het verwarmen van een gloeispiraal, maar door luminescentie waarbij minder warmte opgewekt wordt. Door eenvoudig extra inschakelen of uitschakelen van de verschillende LED‟s, kunnen het dimlicht, stadslicht en grootlicht geregeld worden. Ook extra functies als meedraaiende koplampen en knipperlichten kunnen met een en dezelfde set LED‟s in de koplamp geïntegreerd worden. Bij productie in grote aantallen verwachten sommige experts dat ze, in tegenstelling tot Xenonverlichting, niet meer dan gebruikelijke halogeen systemen hoeven te kosten [Neumann, bijlage I]. Het moge duidelijk zijn dat door de ontwikkelingen van de laatste jaren, LEDtechnologie inmiddels een volwaardige alternatieve technologie geschikt voor het groot- en dimlicht, is geworden.

Pagina 28

Hoofdstuk 3 Analyse In dit hoofdstuk zal worden behandeld hoe de drie verschillende verlichtingstechnologieën elkaar beïnvloed hebben op het gebied van technologische ontwikkeling. Hiertoe zal worden begonnen met het opzetten van een statisch overzicht van de verschillende technologieën, dit is schematisch weergegeven in figuur 5. Daarna zal er een dynamisch overzicht worden opgesteld. Dit zal worden gedaan via het benoemen en analyseren van de technische eigenschappen en functies. Drie voorbeelden van dynamische interactie zullen besproken worden. Voor iedere dynamische interactie zal een analyse uitgevoerd worden waarbij de technologietransfer door middel van het Pluto effect verklaard zal worden. Bij deze analyse zal gebruik worden gemaakt van de eigenschappen of voorkeuren die het Pluto effect heeft, deze worden in paragraaf 3.2 besproken. Tot slot zullen in paragraaf 3.4 de effecten van wetgeving op de ontwikkeling van autolampen onderzocht worden waarbij de Europese wetgeving tegen de Amerikaanse afgezet zal worden.

3.1. Statisch overzicht van de lamptechnologieën Er zijn in het verleden verschillende technologieën gebruikt voor de verlichting van auto‟s. In hoofdstuk 2 zijn de verschillende vormen van de hedendaagse koplampverlichting besproken, deze zijn te scharen onder drie technologische hoofdgroepen. In figuur 5 zijn deze hoofdgroepen en de belangrijkste technologische vertakkingen weergegeven, hieronder zullen ze toegelicht worden.

3.1.1. Gasontladingstechnologie Deze eerste technologische groep heeft verschillende lampen voor verschillende toepassingen voortgebracht. Een van de bekendste gasontladingslampen is de TLlamp, een lamp die in zowat elk huis wel ergens aanwezig is. De gasontladingslamp die in auto‟s toegepast wordt heet HID- (High Intensity Discharge) of Xenonlamp. Zoals in het vorige hoofdstuk beschreven valt deze hoofdgroep technologisch gezien uiteen in een groep met een interne ontsteker en een met een externe ontsteker. De eerste heeft, vanwege de interne ontsteker, grotere afmetingen. Daarnaast zijn er van deze twee groepen sinds 2004 kwikvrije versies beschikbaar. De koplamp waarin de groot- en dimlicht functies geheel door een enkele Xenonlamp worden gerealiseerd heet een Bi-Xenonkoplamp30. Het gebruik van 1 Xenonlamp ten behoeve van de groot- en dimlichtfunctie kan alleen in koplampen van het projector type. Hierbij wordt dan het licht van de Xenonlamp, via de projector, zodanig gericht dat er dim-, dan wel grootlicht uit de koplamp komt. Zoals in tabel 1 te zien kunnen dit alleen Xenonlampen zijn van het S type.

Pagina 29

3.1.2. Halogeentechnologie Deze tweede technologische groep heeft ook verschillende verschijningsvormen. Buiten de automotive toepassingen is de halogeenverlichting onder andere bekend van de interieurverlichting. Zoals in het vorige hoofdstuk beschreven is de halogeenlamp vanaf de jaren 60 van de vorige eeuw op steeds grotere schaal toegepast. In het geval van de koplampverlichting heeft de halogeentechnologie de gloeilamptechnologie in de loop der jaren geheel verdrongen. De eerste scheiding die gemaakt kan worden in de verzameling van verschillende halogeenlampen is die van de lampen met enkele dan wel dubbele gloeidraad. De H4 lamp is de enige lamp met dubbele gloeidraad, alle andere types hebben enkele gloeidraad. Koplampen uitgerust met een H4 lamp hebben dan ook geen extra halogeenlamp meer nodig om dim- en grootlicht te kunnen maken. Uiteindelijk zijn er van de verschillende typen halogeenlampen verbeterde versies verschenen die een bepaalde tekortkoming van de traditionele halogeenlamp opgeheven hebben. Zo zijn er lampen gekomen die een langere levensduur hebben gekregen, een hogere lichtopbrengst of een bepaalde lichtkleur.

3.1.3. Halfgeleidertechnologie Deze verlichtingstechnologie is nog nieuw, er is op dit moment nog slechts 1 auto (de Audi R8) beschikbaar waarop deze verlichting optioneel te verkrijgen is. Er is dus ook nog maar 1 uitvoeringsvorm van LEDverlichting. Echter, bij de koplampontwikkelaar Visteon, verwacht men dat er uiteindelijk 2 verschillende LEDverlichtingsprincipes op de markt zullen komen [Neumann, bijlage I]. In het ene geval zullen auto‟s, net zoals nu het geval is, uitgerust zijn met 2 koplampen waarin LED‟s zitten die alle verlichtingsfuncties zullen verrichten. Van grote afstand zal men dan niet aan een auto kunnen zien welke verlichtingstechnologie er in de koplamp toegepast wordt. De verlichting zal immers vanuit de beide koplampen komen, zoals nu bij alle auto‟s het geval is. In het geval van de LEDtechnologie zullen we dit Dual Point verlichting noemen. Echter, gelet op de mogelijkheden en eigenschappen van de LEDtechnologie verwacht men bij Visteon dat de verlichting in de toekomst ook vanuit meerdere punten van de voorkant van de auto kan komen. Men heeft dan geen 2 koplampen meer nodig. Wat voor consequenties dit heeft voor de LEDlampen is moeilijk te voorspellen. Ook is nog niet zeker hoeveel lichtpunten er nodig zouden zijn. Ontwerpers zijn al wel bezig met het specifiek ontwerpen van auto‟s die exclusief LED‟s gebruiken voor de verlichting. In figuur 4 hieronder zien we een conceptcar van de ontwerper Fioravanti, in dit geval de Fioravanti Kite zoals de op de autoconventie van Geneve 200431 stond. Op onderstaande afbeelding is duidelijk te zien dat het licht komt van 2 stroken LED‟s naast de motorkap en LED‟s die onderin de bumper zitten. In dit geval noemen kan men dit Multi Point verlichting noemen.

Pagina 30

Figuur 4: Fioravanti Kite32

verlichtingstechnologie

Gasontlading

Lamp met externe ontsteker

Lamp met interne ontsteker

Halogeen

Kwikvrije lamp

Dubbele gloeidraad

Standaard lamp

“Long-Life” lamp

Halfgeleider

Enkele gloeidraad

Gekleurde lamp

Dual point verlichting

Multi point verlichting

“HighPerformance” lamp

Figuur 5: Statisch overzicht lamptechnologieën

Pagina 31

3.2. Eigenschappen en voorkeuren van het Pluto effect De veranderingen binnen de autoverlichting zullen geanalyseerd worden aan de hand van het Pluto-effect. Dit mechanisme gaat uit van het principe dat de verschillende autoverlichtingstechnologieën altijd zullen proberen om elkaars, positieve, functionaliteiten over te nemen. Daardoor is het minder interessant om voor een alternatieve technologie te kiezen omdat de dominante technologie, door het overnemen van de eigenschappen en functionaliteiten die onderscheidend zijn aan de alternatieve technologie, ervoor gezorgd heeft dat de alternatieve technologie geen voordelen en/of alternatief meer biedt. Het Pluto effect speelt zich niet zozeer af op het niveau van bijvoorbeeld materialen en onderdelen en houdt zich daarom dus ook niet bezig met tastbare onderdelen en materialen. Het Pluto mechanisme heeft daarnaast 4 belangrijke eigenschappen [Mom, 2003; 35] die een verklaring kunnen geven over hoe de innovatie van autolampen verloopt. Deze eigenschappen dienen meegenomen te worden in het verklaren van innovatie via het Pluto mechanisme en zullen hieronder besproken worden:

1 Het Pluto mechanisme beschouwt een technologische concurrentiestrijd niet als de zwanenzang van een verdwijnende technologie Het is niet de opkomende, alternatieve technologie, die, in zijn poging om de dominante technologie van de troon te stoten, eigenschappen van de dominante technologie steelt. Het is juist de dominante technologie die van de nieuwe en bedreigende technologie eigenschappen en functies overneemt die een bedreiging vormen voor de dominantie van deze gevestigde technologie. Een voorbeeld hiervan is de introductie van een auto met gasturbine motor door Rover, net na het einde van de Tweede Wereldoorlog. Hoewel dit type motor voor auto‟s geen succes geworden is en door sommigen gezien zal worden als een mislukking, leidde het Pluto effect ertoe dat er op verbrandingsmotoren een turbo toegepast ging worden. Turbo‟s ziet men tegenwoordig vooral op dieselmotoren en op benzinemotoren toegepast in meer sportieve of zuinige auto‟s. Dit zorgde voor, zoals ook de bedoeling was van voorstanders van turbinetechnologie, een verhoging van de prestaties van diesel- en benzinemotoren. Op deze manier zijn de functie van het hogere vermogen en de eigenschap van de rotatiepomp overgedragen op het niveau van het abstracte artefact. Het is dus niet zo dat er componenten van de gasturbine zijn overgedragen naar de verbrandingsmotor [Mom, 1991; 7-44]. Bovenstaand voorbeeld moet dus geïnterpreteerd worden als het Pluto effect dat noodzakelijk is voor de dominante technologie om dominant te blijven.

2

Het Pluto effect prefereert continuïteit boven discontinuïteit.

Omdat het Pluto effect continuïteit boven discontinuïteit prefereert, wordt de aandacht op incrementele in plaats van paradigmatische veranderingen gericht. Dit maakt ook dat een gedegen kennis van de onderzochte technologieën een vereiste is. Echter, hoewel het Pluto effect gelijkenis vertoont met de evolutietheorie moet er wel in gedachten worden gehouden dat concurrerende lamptechnologieën, in Pagina 32

tegenstelling tot de evoluerende planten en dieren, in hun langdurige strijd om te overleven niet zelf hun technologische nakomelingen produceren. De ontwikkeling van autoverlichting hoeft daarom ook niet te via incrementele verandering te verlopen en is daarom ook niet per se een proces van willekeurige, kleine mutaties. Zo is het in de evolutietheorie bijvoorbeeld niet mogelijk dat er voortplanting plaatsvindt tussen verschillende rassen. Echter, bij de ontwikkeling van autoverlichting is het wel degelijk mogelijk dat er verschillende technologieën gecombineerd worden. Dit is bijvoorbeeld duidelijk te zien bij de koplamp van de Audi A8. In deze koplamp wordt vanaf 200433 LEDtechnologie gebruikt voor de DRL functie. De in de koplamp aanwezige Xenonlamp neemt het groot- en dimlicht voor zijn rekening. Dit voorbeeld mag men echter niet uitleggen als het direct kopiëren van LEDtechnologie. Het moet gezien worden als een filosofie van de ontwikkelaars van Audi die inhoudt dat men graag de allernieuwste technologieën wil toepassen om zodoende bij te dragen aan de hightech uitstraling van het merk en de ontwikkelaars. Dit is een algemene houding van ontwikkelaars om steeds op de hoogte te blijven van de “state of the art" en vaak is deze houding een bron van inspiratie bij het ontwerpen van producten.

3 Het Pluto effect geeft de voorkeur aan technologieën welke multifunctioneel zijn. Dit wil zeggen dat indien een bepaalde technologie meer toepassingsgebieden heeft dan een alternatieve technologie, dit de kans vergroot dat de desbetreffende technologie de dominante technologie zal worden. Een factor hierin is uiteraard ook de “economies of scale” oftewel hoe meer eenheden men produceert, des te lager wordt de kostprijs. Indien er niet een bepaalde technologie de dominantie weet te realiseren dan kunnen de verschillende technologieën en hun bijbehorende uitvoeringsvorm uiteindelijk toe gaan naar een “functionele convergentie”. Dit is bijvoorbeeld het geval (geweest) bij de personal computer.

4 Het Pluto effect zal niet snel spreken van het technologisch falen van een bepaalde technologie. Hoewel een bepaalde technologie het uiteindelijk niet tot de dominante technologie heeft gebracht kunnen er op bepaalde momenten door de desbetreffende technologie toch wel successen zijn behaald. De geschiedenis van de auto laat bijvoorbeeld vele voorbeelden van successen voor de elektrische auto zien waardoor het concept van “falen” vanuit de optiek van een historicus niets meer dan een loze constatering achteraf is. In plaats daarvan moeten alternatieve technologieën worden gezien als een verzameling van technologieën die de gematerialiseerde kritiek op de op dat moment heersende technologie vertegenwoordigen. Zodoende moeten artefacten niet alleen gebruikt worden om zich een beeld van een bepaalde cultuur te kunnen vormen maar ook als een kritiek op deze cultuur. Dit blijkt uit de bijna constante aanwezigheid van de elektrische aandrijving, die dient als alternatief voor de dominante verbrandingsmotor als krachtbron voor auto‟s. Momenteel is het zo dat de kritiek op de verbrandingsmotor ervoor zorgt dat de toekomst van de elektrische auto er weer rooskleurig uit ziet34.

Pagina 33

3.3. Dynamisch overzicht van de lamptechnologieën In deze paragraaf worden drie dynamische interacties tussen verschillende lamptechnologieën weergegeven en geanalyseerd aan de hand van het Pluto mechanisme. Hierbij zal worden uitgegaan van het onderstaande schema (figuur 6). Hierin zijn de 3 interacties weergegeven.

1960

Halogeenlamp Enkele gloeidraad H1, H2, H3

1970

Halogeenlamp dubbele gloeidraad H4

Halogeenlamp Enkele gloeidraad H7, H8, H9, H11

1990

Gekleurde halogeenlamp

High performance halogeenlamp

HID-Lamp

t pbrengs e lichto d g o o h r Ve n sd u u r de leve g n le r e V Mi l i e uvrie ndeli Long life halogeenlamp jk

Kwikvrije HID-Lamp

LED-lamp

2000

Figuur 6: Dynamische interactie

Pagina 34

3.3.1. De ontwikkeling van de High Performance halogeenlamp Als eerste voorbeeld van het optreden van dynamische interactie in de autoverlichting waaruit een technologische ontwikkeling is voortgekomen, zal het ontstaan van de High Performance halogeenlampen bestudeerd worden. De High Performance halogeenlampen zijn een doorontwikkeling van de reguliere halogeenlamp waaruit een lamp met een hogere lichtopbrengst gekomen is. Om dit type lampen aan te duiden gebruiken we de internationaal algemeen bekende Engelstalige benaming “High Performance”. High performance slaat in dit voorbeeld op de verhoogde lichtopbrengst van deze lampen, ten opzichte van de standaard halogeenlamp. Andere “performance” gerelateerde functies of eigenschappen (bijvoorbeeld een lange levensduur) van dit type halogeenlamp zullen in dit voorbeeld buiten beschouwing worden gelaten. De high performance halogeenlampen deden hun intrede omstreeks de millenniumwisseling. Deze lampen werden in eerste instantie bij Philips en Osram ontwikkeld en werden respectievelijk Vision Plus35 en Silverstar36 genoemd. Bij Philips is deze lamp inmiddels opgevolgd door de Nightguide37 en inmiddels hebben andere lampfabrikanten zoals Hella38 en Narva39 ook dergelijke lampen in het assortiment. Een vraag die men kan stellen is waarom er op een gegeven moment vanuit de dominante halogeentechnologie een variant is ontwikkeld met een verhoogde lichtopbrengst. Deze high performance halogeenlamp is tot ontwikkeling gekomen nadat de alternatieve gasontladingstechnologie met een Xenonlamp voor autoverlichting beschikbaar is gekomen. Het is dan ook logisch om te kijken wat de mogelijke dynamische interactie tussen deze twee eigenschappen is geweest die ervoor gezorgd heeft dat de halogeenlamp een verbeterde technische eigenschap, te weten een hogere lichtopbrengst, kreeg. De Xenonlamp is een lamp die gebaseerd is op de gasontladingstechnologie, zoals in hoofdstuk 2 en paragraaf 3.1.1. ter sprake is gekomen. Deze technologie en de hieruit voortgekomen verschillende Xenonlampen hebben enkele technische eigenschappen die maken dat de lamp andere, dan wel verbeterde, gebruiksfuncties had ten opzichte van de op dat moment dominante halogeenlamp. Zo heeft de gasontladingstechnologie en hieruit voortvloeiend de Xenonlamp de technische eigenschap dat deze een hogere lichttemperatuur kan ontwikkelen, vergeleken met de halogeentechnologie. Deze hogere lichttemperatuur van Xenonlampen zorgde dat deze de technische eigenschap van een grote lichtopbrengst kreeg, en wel een lichtopbrengst die veel groter was dan de op dat moment veel gebruikte halogeenlamp. Deze technische eigenschap van een hogere lichtopbrengst zorgde ervoor dat de bij autoverlichting zeer belangrijke (gebruiks)functie van veiligheid in het voordeel van de Xenonverlichting uitviel. De alternatieve Xenonlamp bedreigde op dat moment de, ten aanzien van de gebruiksfunctie veiligheid, dominantie van de halogeenlamp. In reactie hierop werd de halogeenlamp vervolgens doorontwikkeld waarbij deze op belangrijke punten werd verbeterd. De voornaamste verbeteringen waren:

Pagina 35

De Gloeidraad Een aangepaste gloeidraad die feller oplicht dan de tot dan toe gebruikte gloeidraad in de standaard halogeenlamp [Fokker, 2007; 2]. De gloeidraad werd dunner gemaakt, wat resulteert in een hogere weerstand. Deze hogere weerstand zorgt ervoor dat de gloeidraad heter wordt40 en dus een hogere lichtkleur kan behalen. Het probleem van lampzwarting, een probleem voor alle soorten lampen met een gloeidraad (zie paragraaf 2.2.1.), werd ondervangen door de gasvulling aan te passen, wat hieronder nader toegelicht zal worden. De Gasvulling De gasvulling van de halogeenlamp werd aangepast door de lamp gedeeltelijk te vullen met het edelgas Xenon41, zoals ook in paragraaf 2.3.3. ter sprake is gekomen. Een conventionele halogeenlamp bevatte tot dan toe een mix van halogene gassen. Bij de High Performance halogeenlamp is er ook een kleine hoeveelheid edelgas in de vorm van Xenon toegevoegd waardoor de temperatuur van de gloeidraad hoger kan oplopen. Deze hogere temperatuur resulteert in een hogere lichtkleur wat vervolgens een hogere lichtopbrengst oplevert. Het Xenon zorgt er in dit geval voor dat de gloeidraad niet snel verbrandt, wat wel zou gebeuren indien er geen Xenongas in de halogeenlamp zou zijn toegevoegd. Coating Tot slot zijn deze High Performance halogeenlampen, zoals het geval is bij de Philips Nightguide, voorzien van een coating die ervoor zorgt dat de halogeenlamp verschillende kleuren licht op de weg schijnt. Zo is de Philips Nightguide lamp met een gedeeltelijk gele en blauwe coating uitgevoerd [Hoed, 2005; 2]. De gele coating zorgt voor geel licht aan de zijde van de tegenligger, deze lichtkleur is minder verblindend. De blauwe coating zorgt ervoor dat aan de zijde van de weg de kleur van daglicht, net zoals het geval is bij de Xenonlampen, nog beter benaderd wordt. Dit maakt dat objecten aan de zijkant van de weg beter zichtbaar worden, wat ook ook weer ten goede komt aan de verkeersveiligheid42. Deze bovenstaande drie ontwikkelingen hebben ervoor gezorgd dat de prestaties van halogeenlampen ten aanzien van lichtopbrengst en zichtbaarheid meer richting die van de Xenonlampen ging. In het licht van het Pluto effect moet men dit zien als de berijder en zijn worst, symbool voor de dominante halogeentechnologie, die vooruit zijn gegaan ten gevolge van de beweging van Pluto. De gasontladingstechnologie (Pluto) ging immers op het gebied van lichtopbrengst en de hieruit voortvloeiende veiligheid de worst, de gevestigde halogeentechnologie, verorberen. Echter door toedoen van de beweging van Pluto zijn de berijder en zijn worst ook in beweging gekomen. Dit is uiteindelijk ten goede gekomen van de (gebruiks)functie veiligheid, omdat High Performance halogeenlampen voor meer veiligheid van weggebruikers zorgen. Het moge dus duidelijk zijn dat de destijds nieuwe Xenontechnologie ervoor gezorgd heeft dat de halogeentechnologie zich verder is gaan ontwikkelen. Dit is ook in het schema van figuur 6 weergegeven. De technische eigenschap van een hoge Pagina 36

lichtopbrengst en de hiermee samengaande gebruiksfunctie van veiligheid is gedeeltelijk door de dominante halogeentechnologie van de alternatieve Xenontechnologie overgenomen.

Pagina 37

3.3.2. De ontwikkeling van de Long-Life halogeenlamp Dit tweede voorbeeld van dynamische interactie kan ook gezien worden als een verbetering van de dominante technologie onder invloed van een nieuwe alternatieve technologie, oftewel een voorbeeld van het optreden van het Pluto effect. Immers, de halogeenlamp had voor het verschijnen van de Xenonlamp een levensduur die soms erg beperkt was. De halogeentechnologie heeft met de ontwikkeling van de Long Life lamp nu een uitvoeringsvorm erbij gekregen die wel een langere levensduur heeft. Er zijn een aantal beperkende factoren en technische eigenschappen die een nadelig effect hebben op de levensduur van de standaard halogeenlamp. Hieronder worden de belangrijkste kort besproken: Hogere boordspanning De levensduur van halogeenlampen werd met de jaren korter door het probleem van de stijgende boordspanning van nieuwe auto‟s43. Doordat auto‟s gemiddeld steeds meer elektrische systemen aan boord kregen, zoals injectiesystemen, airconditioning en elektrische raambediening, werd de spanning welke de dynamo afregelde voor het elektrische circuit van de auto geleidelijk aan steeds meer verhoogd. Dit had een negatief effect op de toenmalige halogeenlampen die ontwikkeld waren voor een lagere spanning en door het verhogen van de spanning eerder stuk gingen. De vuistregel die autolampfabrikanten over het algemeen aanhouden is dat een structurele overspanning van 5% zorgt voor een halvering van de levensduur van de halogeenlamp44. Voor een halogeenlamp die een ideale werkspanning van 13.2 volt heeft, wil dit zeggen dat een spanning van 13,86 volt al zorgt voor een halvering van de levensduur. Een typisch voorbeeld van deze problematiek was de Volkswagen Golf IV45. Deze auto staat bekend om de korte levensduur van hierin geplaatste halogeenlampen. Blootstelling aan hevige trillingen Alle lampen die een gloeidraad hebben, zoals dus ook halogeenlampen, zijn gevoelig voor trillingen. Naarmate de gloeidraad dunner en langer is kan deze bij hevige trillingen voortijdig breken. Het ondersteunen van de gloeidraad, om trilling en mogelijke breuk van de gloeidraad tegen te gaan, wordt wel toegepast bij gloeilampen maar is geen optie voor de halogeenlamp, omdat dit onder andere een negatief effect heeft op de lichtopbrengst46. Slijtage Een halogeenlamp is in principe een gewone gloeilamp, echter met enkele aanpassingen. Het vulgas in de lamp bevat een kleine hoeveelheid halogeen gas. Het doel van dit halogeen is om verdampt wolfraam weer terug te doen slaan op de gloeidraad. Als wolfraam van de gloeidraad verdampt, slaat het meestal neer op de binnenkant van het lampglas. Het halogeen zorgt voor een chemische reactie met deze wolfraam afzetting op het glas. Dit zorgt voor wolfraam haliden, die redelijk eenvoudig oplossen. Als de wolfraam haliden de Pagina 38

gloeidraad bereiken zorgt de intense hitte van de gloeidraad ervoor dat de halide afbreekt waarbij de wolfraam weer op de gloeidraad neerslaat. Dit proces, beter bekent als het halogeen kringloopproces, verlengt de levensduur van de gloeidraad. Problemen met het niet gelijkmatig verdampen van de gloeidraad en niet gelijkmatig terugslaan van wolfraam op de gloeidraad gedurende het halogeen kringloopproces zorgt ervoor dat de gloeidraad slijt en dat de levensduur van de gloeidraad bekort wordt. Ook kunnen problemen met het vulgas ervoor zorgen dat de gloeidraad harder slijt47. Met het op de markt komen van Xenonkoplampen werd de beperking op het gebied van de functionaliteit levensduur van de halogeenlamp nog sterker benadrukt. De vergelijking van levensduur tussen de halogeenlamp en Xenonlamp valt zeer negatief uit voor de halogeenlamp. Zoals in paragraaf 2.3.2. al ter sprake is gekomen gaat de Xenonlamp veelal een autoleven lang mee waar een halogeenlamp vaak al na 600 branduren de geest geeft. Onder de verzwarende omstandigheden die hierboven genoemd zijn kan de halogeenlamp al eerder stuk gaan. Deze verzwarende omstandigheden gelden niet of slechts in beperkte mate voor de Xenonlampen. Zo heeft een Xenonlamp geen last van een kortere levensduur door een hogere boordspanning omdat een Xenonlamp eigen regelelektronica heeft. Behalve dat deze elektronica voor de ontsteking van de lamp zorgt, regelt de elektronica ook de spanning voor de Xenonlamp altijd op dezelfde waarde af. Trillingen zijn een probleem voor alle elektronische onderdelen in een auto maar een Xenonlamp is hier niet extra gevoelig voor omdat een Xenonlamp geen gloeidraad heeft die onder invloed van trillingen voortijdig kan breken. Tot slot heeft een Xenonlamp veel minder last van slijtage maar uiteindelijk gaat ook een Xenonlamp stuk. In tegenstelling tot lampen met een gloeidraad is een Xenonlamp niet van het ene op het andere moment stuk. Na verloop van tijd krijgt een versleten Xenonlamp last van cycling48, dit werkt als volgt; versleten Xenonlampen kunnen gestart worden op een relatief laag voltage maar omdat ze opwarmen terwijl ze branden stijgt de druk van het gas in de buis en is er steeds meer spanning nodig om de gasontlading aan de gang te houden. Als de lamp ouder wordt zal deze benodigde spanning groter worden dan die door de regelelektronica geleverd kan worden. Als de lamp verhit tot aan dit punt zal de gasontlading stoppen en zal de lamp niet meer branden. Omdat de lamp nu uit is koelt deze af en zal de druk in de buis lager worden. Dit zorgt ervoor dat de lamp weer ontstoken kan worden. Het effect wat dit oplevert is dat de lamp continue aan en uit zal gaan. Moderne regelelektronica detecteert dit en zorgt ervoor dat de lamp niet meer gestart zal worden als dit een paar keer gebeurd is. Omdat een halogeenlamp en een Xenonlamp qua technologie nogal verschillen kan de dominante halogeentechnologie niet simpelweg bepaalde technieken van de alternatieve gasontladingstechnologie kopiëren om tot een vergelijkbare levensduur te komen en zodoende dominantie te behouden. De dominante halogeentechnologie moest dus via innovaties van de eigen technische eigenschappen proberen om de functionaliteit van de Xenonlamp (lange levensduur) te benaderen.

Pagina 39

De drie belangrijkste beperkende factoren ten aanzien van de levensduur van de halogeenlamp, hogere boordspanning, blootstelling aan hevige trillingen en slijtage, zijn door ontwikkelaars van de halogeenlamp aangepakt om zodoende tot een halogeenlamp met een langere levensduur, de Long-Life lamp49, te komen. De innovaties Een eenvoudige en soms nog steeds toegepaste modificatie om bestaande auto‟s met een te hoge boordspanning „lampvriendelijker‟ te maken is het met de halogeenlamp in serie zetten van een kleine weerstand50. Op deze manier wordt de spanning over de halogeenlamp verlaagd doordat het teveel aan spanning over de toegevoegde weerstand komt te staan. Dit is geen innovatie van de lamp maar slechts een kleine aanpassing van de kabelboom van de auto. Deze oplossing is slechts op kleine schaal toegepast en moet gezien worden als een noodoplossing als blijkt dat de spanning die de halogeenlamp te verwerken krijgt funest is voor de levensduur. Ten aanzien van innovaties aan de halogeenlamp zijn er aanpassingen aan de gloeidraad verricht die ervoor zorgden dat een hogere boordspanning, breuk door toedoen van trillingen en slijtage minder effect zouden hebben op de levensduur van de halogeenlamp. Zo hebben de Long-Life halogeenlampen een gloeidraad die dikker en korter is ten opzichte van de standaard halogeenlamp. Deze aanpassing maakt dat ten eerste trillingen de kans op breuk van de gloeidraad kleiner maken,aangezien de extra dikke gloeidraad minder breukgevoelig is. Een te hoge spanning kan hiermee ook opgevangen worden omdat de stroomgeleider (de gloeidraad) dikker is waardoor er meer stroom door de draad kan lopen zonder dat deze doorbrandt [Stellman, 1998; 46]. Tot slot maakt de dikkere gloeidraad ook dat het halogene kringloopproces langer door kan gaan voordat op een gegeven moment de gloeidraad te dun is en door slijtage stuk gaat. Naast aanpassing van de dikte van de gloeidraad zijn er ook experimenten gedaan met verschillende vulgassen. Deze verbeterde vulgassen zorgen voor een beter halogeen kringloopproces en dit zorgt uiteindelijk voor minder slijtage van de gloeidraad. Het vulgas van een standaard halogeenlamp is doorgaans een halogeen gas (broom of jodium), dit zijn relatief goedkope vulgassen. In een Long-Life lamp bestaat het vulgas uit een mix van halogene gassen met Krypton en/of Xenon51. Het nadeel van Xenon is dat het een relatief duur gas is. Het is dus in dit geval duidelijk dat het Pluto effect is opgetreden in de concurrentiestrijd tussen de halogeen- en Xenonlamp. De voor de Xenonlamp gunstige functionaliteit van de levensduur heeft innovaties in de halogeentechnologie teweeggebracht waardoor deze technologie niet geheel buitenspel zou worden gezet door de gasontladingstechnologie. Hoewel op het gebied van de levensduur de Xenontechnologie nog steeds superieur is, hebben innovaties op het gebied van levensduur van halogeenlampen ervoor gezorgd dat de concurrentiestrijd tussen de twee technologieën nog steeds niet een gelopen race is. De in een halogeenlamp aanwezige gloeidraad zal echter altijd de beperkende factor blijven in de levensduur van een halogeenlamp. De levensduur van een Xenonlamp zal dan ook altijd langer blijven dan de levensduur van een Long Life halogeenlamp.

Pagina 40

3.3.3. Van kwikhoudende naar kwikvrije Xenonlamp Bij dit derde voorbeeld van dynamische interactie is het de gevestigde halogeentechnologie die van invloed is geweest op de alternatieve Xenontechnologie. Uit de hoek van de instanties die zich inzetten voor het milieu kwam namelijk steeds meer aversie tegen de Xenontechnologie omdat deze milieuvervuilender is dan de halogeentechnologie. De belasting van het milieu van de eerste generatie Xenonlampen valt uiteen in 2 componenten: Extra elektronica Ten eerste heeft een Xenonkoplamp veel meer additionele elektronica nodig dan een koplamp uitgerust met halogeenlampen. Een halogeenlamp kan immers, via een kabelboom en lichtschakelaar rechtstreeks op de accu aangesloten worden waar een Xenonlamp een complexe elektronische regelkast nodig heeft om de Xenonlamp te doen ontsteken en de bedrijfsspanning van 85 Volt op te wekken. Hoewel dit strikt genomen geen negatief aspect van de lamp is, dient dit wel in overweging te worden genomen omdat een gasontladingslamp immers niet kan werken zonder deze elektronica. Naast de hierboven genoemde elektronica zijn sinds een aantal jaren ook een koplampwasinstallatie en automatische niveauregeling voor auto‟s met Xenonlampen verplicht in Europa. Deze accessoires worden echter ook op auto‟s met halogeenverlichting geleverd, dit is dus niet specifiek elektronica ten behoeve van de Xenonverlichting. Kwik Een conventionele Xenonlamp bevat een kleine hoeveelheid kwik. Kwik is uiterst giftig, het heeft zeer negatieve effecten op mens en natuur en ieder contact met kwik moet ten alle tijden vermeden worden. Blootstelling aan de kleinste hoeveelheden kwik kan al leiden tot hersenbeschadiging en neurologische problemen52. Het moge duidelijk zijn dat de Xenonlamp vanuit de hoek van de natuurbeschermers dan ook negatief commentaar kreeg en de halogeenlamp vanuit milieuoogpunt de voorkeur had. Vanuit het Europese parlement zijn dan ook richtlijnen opgesteld die de hoeveelheid in een lamp aanwezige kwik reguleren. Vanaf 2002 gelden hiervoor strenge richtlijnen53. Om de Xenonlamp een stuk minder milieu onvriendelijk te maken was het dus belangrijk om een vervanger voor het tot dan toe noodzakelijke kwik te vinden. Onderzoek naar alternatieven voor kwik waren succesvol54 en daarom zijn er sinds 2004 ook kwikvrije Xenonlampen verkrijgbaar. Deze lampen hebben dezelfde lichtopbrengst als conventionele Xenonlampen maar de lamp is wel dusdanig anders dat hij niet uitwisselbaar is met de conventionele Xenonlamp. Deze milieuvriendelijke lamp heeft in plaats van kwik een gepatenteerd mengsel van sodium scandium en zink jodine55. De lamp hoeft dan ook niet apart via het klein chemisch afval ingezameld te worden. Naast aanpassing van de vulling heeft de kwikvrije lamp ook dikker glas en stevigere elektroden gekregen die bestand zijn Pagina 41

tegen de hogere stromen die door deze kwikvrije lamp lopen. Ook de bedrijfsspanning van deze lampen is hoger. De kwikvrije lamp heeft een andere voet gekregen zodat het niet mogelijk is deze per ongeluk in een Xenonkoplamp te plaatsen waar nog een kwikhoudende lamp in moet. Het is wel mogelijk om een koplamp die nog gebruik maakt van kwikhoudende Xenonlampen om te bouwen naar de kwikvrije uitvoering. Onder andere fabrikant Osram56 heeft hier ombouwkits voor ontwikkeld waarbij de elektronica, bekabeling en lamphouder omgewisseld worden. Het Pluto effect is dus zichtbaar in het feit dat de halogeenlamp een milieuvriendelijkere lamp was waardoor de Xenonlamp als milieuonvriendelijk bekend werd. Door aanpassing van de gasontladingstechnologie werd deze positieve eigenschap van de dominante halogeenlamp overgenomen en werd de concurrentiepositie van de alternatieve gasontladingstechnologie ten opzichte van de halogeentechnologie verstevigd.

3.3.4. Voortdurend Pluto effect halogeen- en gasontladingstechnologie Aan de hand van de drie voorbeelden van dynamische interactie ten gevolge van het pluto effect is duidelijk naar voren gekomen dat dominante en alternatieve verlichtingstechnologieën elkaar beïnvloeden. Het is de technologie die de meeste positieve eigenschappen en functionaliteiten heeft, dan wel in staat is deze over te nemen van de andere technologie, die uiteindelijk de dominante technologie zal worden. Om de vergelijking met de Pluto metafoor te trekken; Pluto, in de vorm van Xenontechnologie, loopt nog steeds achter de worst aan. Verorberd heeft hij deze tot nu toe niet. De oude halogeentechnologie, in de vorm van de berijder met de worst, is door de beweging aan Pluto echter wel een heel stuk gevorderd. Zo heeft de halogeentechnologie op het gebied van lichtopbrengst en levensduur vooruitgang geboekt en is er dus nog steeds een afstand tussen Pluto en de worst. Aan de andere kant heeft Pluto tijdens zijn achtervolging al wel een stukje van de worst af weten te bijten, omdat de alternatieve technologie (Pluto) een milieuvriendelijke variant ontwikkeld heeft, de kwikvrije Xenonlamp. Op het vlak van milieuvriendelijkheid is de Xenonlamp dan ook een stuk bedreigender geworden voor de halogeenlamp. De concurrentiestrijd tussen halogeentechnologie en gasontladingstechnologie is op dit moment dan ook nog niet gestreden, hoewel de gasontladingstechnologie al jaren in aan het lopen is op halogeentechnologie. Steeds meer nieuw geproduceerde auto‟s worden met Xenonverlichting uitgerust, momenteel heeft circa 10 procent van de auto‟s Xenonlampen [Smit, bijlage III]. Halogeentechnologie lijkt niet in staat om alle positieve eigenschappen van de Xenontechnologie compleet over te nemen, maar kan deze slechts in beperkte mate benaderen. Als men echter kijkt naar een factor als prijs dan lijkt het er op dat halogeenverlichting altijd goedkoper zal zijn dan Xenonverlichting. Het is dan ook vooral bij goedkopere auto‟s dat halogeen nog vaak de voorkeur heeft van automobilisten die slechts een beperkt budget hebben voor een nieuwe auto.

Pagina 42

3.4. De effecten van wetgeving op de ontwikkeling van autolampen Hoewel we in deze scriptie alleen de innovatie van de Europese lampen onderzoeken, is het in het geval van de autoverlichtingswetgeving en het effect dat deze heeft op de ontwikkeling van de lamptechnologieën interessant om de Amerikaanse wetgeving tegen de Europese af te zetten. De Europese en Amerikaanse wetgeving zijn namelijk fundamenteel verschillend en door deze twee tegen elkaar af te zetten wordt duidelijk wat de Europese wetgeving door de jaren heeft betekend voor de ontwikkeling van lamptechnologie.

3.4.1. Standaardisatie van autoverlichting In 1940 heeft Amerikaanse auto-industrie de 7 inch gesloten koplamp gestandaardiseerd57. Hierop volgend werd de Amerikaanse standaard, de “Federal Motor Vehicle Safety Standard 108” (FMVSS 108)58 aangepast zodat dit het enige toegestane koplamptype werd. Deze standaardisatie heeft enkele belangrijke problemen met de voorheen gebruikte koplampen opgelost. Zo waren er enkele koplampen met speciale reflectors, lenzen en lampen die enkel op de gok konden worden uitgelijnd. Het grote nadeel van deze standaardisatie was dat de ontwikkeling van autoverlichting in Amerika stil kwam te staan. De in 1940 gestandaardiseerde gesloten koplamp was tot 1983 het enige, in Amerika, toegestane koplamptype57. Technologische ontwikkelingen op het gebied van de autoverlichting waren daardoor jarenlang niet beschikbaar voor de Amerikaanse automobilisten, waar dit in Europa en andere werelddelen wel het geval was. Zo was de eerste halogeenlamp in 1968 beschikbaar nadat deze ontwikkeld was door een werkgroep bestaande uit Franse, Duitse en Italiaanse lamp- en koplampproducenten [ATZ, 1968; 329]. Deze lampen waren echter in de Amerika verboden omdat daar de non-halogeen gesloten koplamp de enige toegestane koplamp was, tot 1979! Vanaf het moment dat de H4, de halogeenlamp met dubbele gloeidraad voor dim- en grootlicht en vroeger ook wel bekend als de Bilux-AS-lamp of duplo PH-4-lamp, toegelaten werd op de Europese markt, is het voor de autofabrikanten pas toegestaan om deze koplampen in hun auto‟s toe te passen. In 1971 werd deze Europese toelating uiteindelijk gerealiseerd en kon de opmars van de halogene H4 lamp beginnen. Tot aan het moment dat de H4 lamp in Europa toegepast mocht worden, werden in bepaalde gevallen zeer ingenieuze koplampsystemen ontwikkeld welke bijvoorbeeld door het gebruik van twee enkele gloeidraad halogeenlampen (bijvoorbeeld de H1 of H3) toch een grootlicht en dimlicht wisten te realiseren. Ook had bijvoorbeeld Hella een koplamp ontwikkeld welke slechts één halogeenlamp met enkele gloeidraad bevatte en waar door middel van het elektromagnetisch schakelen van een afdekkapje het dimlicht dan wel het grootlicht geactiveerd werd [ATZ 70, 1968; 27]. Toen in 1979 de halogeenlamp toegelaten werd op de Amerikaanse markt hadden de Amerikaanse automobilisten hier nog niet veel aan omdat het zicht met deze lampen niet verbeterde; autofabrikanten kozen ervoor om het hogere rendement van de Pagina 43

halogeentechnologie te gebruiken om het wattage van de lampen te verlagen waarbij de lichtopbrengst net boven het vereiste wettelijke minimum bleef. Zo werd het voor autofabrikanten onder andere mogelijk om dunnere en dus ook goedkopere bedrading en minder zware lichtschakelaars toe te passen59. In het begin van de jaren 80 zorgden de ontwikkelingen van de aerodynamica van auto‟s er voor dat auto‟s meer en meer gestroomlijnd werden. Er werd dan ook druk op de Amerikaanse wetmakers uitgeoefend om een meer aerodynamisch koplampsysteem toe te staan, in plaats van de tot dan toe verplichte rechtopstaande ronde of vierkante koplampen. Toen de Amerikaanse wetmakers aan deze druk om de koplampwetten aan te passen toegaven, werd er gehoopt dat de Amerikaanse koplampen de opgelopen achterstand op de Europese koplampen in zouden kunnen halen. In plaats daarvan kwam Ford met een goedkope aerodynamische koplamp die dezelfde lichtopbrengst had als de in 1979 toegestane halogeen koplampen. Ford wist met behulp van een succesvolle lobby dit systeem als de nieuwe federale standaard goedgekeurd te krijgen [Taub, 1991]. De Lincoln Mark VII uit 1984 was de eerste auto op de Amerikaanse markt sinds 1939 die verwisselbare lampen in de koplamp had60. De meeste autofabrikanten voorzagen hun auto‟s snel van dit type koplamp voor verkoop in Amerika. Deze koplampen werden vaak “Euro-headlights” genoemd omdat ze leken op de model-specifieke koplampen die in Europa al vele jaren voorkwamen. Deze term was echter niet correct omdat deze nieuwe Amerikaanse koplampen nog steeds hetzelfde lichtbeeld gaven als de oude koplampen. De lampen die in deze koplampen gebruikt worden zijn anders dan de Europese versies en zijn dan ook niet onderling uitwisselbaar. Enkele typebenamingen voor deze specifieke Amerikaanse lampen zijn; 9004, 9005/HB3, 9006/HB4 en 9007/HB5.

3.4.2. Verlichting en verblinding Tot op de dag van vandaag is er een duidelijk verschil in de Amerikaanse SAE (DOT) en Europese ECE (E-code) standaard. De ECE is in alle landen buiten Amerika toegestaan dan wel verplicht. Het grootste verschil tussen deze twee standaarden is de mate van toegestane verblinding van de tegenligger bij het voeren van dimlicht. De Amerikaanse standaard staat een relatief hoge mate van schittering bij het voeren van dimlicht toe. Deze verlichting heeft een geleidelijke, vage overgang van licht naar donker als de lichtstraal over de weg schijnt. De Europese standaard bevat strikte richtlijnen voor het beheersen van de schittering bij dimlicht, een scherpe licht-donker scheidslijn in het bovenste gedeelte van het op de straat gerichte dimlicht. Deze scheidslijn was voorheen horizontaal over de hele breedte van de lichtstraal, maar in 1952 werd de vorm van deze scheidslijn veranderd door de Europese werkgroep “Groupe de travail Bruxelles 1952”61 om zodoende de lengte van de lichtstraal te kunnen verlengen. De scheidslijn bleef horizontaal aan de kant van de lichtstraal waar het tegemoet komende verkeer in zichtbaar werd, maar de scheidslijn aan de zijkant van de weg kwam hoger te liggen waardoor borden en voetgangers beter verlicht werden zonder tegemoet komende automobilisten te verblinden. Omdat de schittering van het licht minimaal werd gehouden was het vanaf dan mogelijk om de koplampen heel precies af te stellen. Deze koplampen kunnen op een muur gericht worden en kunnen zo ingesteld worden. Traditionele Pagina 44

Amerikaanse lampen hebben geen duidelijk licht donker grens en kunnen dan ook meestal niet afgesteld worden zonder speciale afstelapparatuur 62. Deze afstelapparatuur had een standaard mal nodig om goed tegen de koplamp aangeschoven te worden. Meestal waren hiervoor 3 montagepunten op de koplamp gemaakt. Toen de koplampen kleiner werden en verder in het chassis kwamen te liggen was er niet genoeg ruimte meer om deze montagepunten op de koplamp toe te voegen en moesten autofabrikanten allerhande kunstgrepen toepassen om de afstelapparatuur toch goed op de koplamp gericht te krijgen. Dat zorgde voor extra kosten en kostenbesparende autofabrikanten wilden daarom ook van dit relatief dure licht uitlijnsysteem af59. In 1997 werd de Amerikaanse wetgeving dan ook dusdanig aangepast dat koplampen dimlicht met een scherpere scheidslijn bovenin mochten produceren. Dit is niet noodzakelijk dezelfde scheidslijn als in de internationale ECE standaard beschreven. De Amerikaanse dimlicht scheidslijn kan ook over de gehele breedte vlak zijn, net zoals dit in Europa voor 1952 het geval was 63. In Amerika is dimverlichting met een strikte licht-donker scheidslijn een relatief nieuw fenomeen en dit is dan ook niet gestandaardiseerd voor alle koplampen. Daarom vinden sommige bestuurders het dan ook lastig om aan dit lichtbeeld gewend te raken. De scherpe overgang van licht naar donker geeft de bestuurder het gevoel dat hij minder kan zien hoewel de zichtbare diepte hetzelfde is als bij oude koplampen64. De zichtbare scheidslijn op het wegdek zorgt er voor dat de bestuurder een beter idee heeft van snelheid en afstand. Deze informatie krijgt een bestuurder van een auto met oude koplampen niet. Dit zorgde dan ook voor meer gevaar voor de bestuurder. Naast bovengenoemd verschil is nog een groot verschil in de ECE en SAE standaard; Amerikaanse wetgeving eist dat koplampen onder eenzelfde hoek staan afgesteld, of ze nu laag in een Honda Civic of hoog in een Hummer zitten. Onder deze wetgeving zorgen voertuigen met hoog gemonteerde koplampen ervoor dat de bestuurder verder weg kan kijken. Dit zorgt echter wel voor veel verblinding bij de tegenliggers. Bij het ECE systeem hangt de hoek van de koplamp af van de hoogte van de koplamp. Zodoende hebben alle bestuurders ongeveer evenveel zicht ‟s nachts en is de schittering voor tegemoetkomend verkeer ook ongeveer hetzelfde. Daarnaast hebben auto‟s die onder de ECE regeling vallen en Xenonkoplampen hebben, verplicht een automatische koplamp hoogteregeling zodat tegenliggers bij zware belading van de auto niet verblind worden. Deze hoogteregeling werkt ook andersom, als er stevig geremd wordt dan wordt de koplamp bijgesteld zodat het zicht voor de bestuurder in tact blijft. Bij de Amerikaanse wetgeving is deze hoogteregeling zelfs voor de krachtigste koplampen niet verplicht. Het verschil tussen de Amerikaanse en andere wetgeving is niet beperkt tot het dimlicht. Internationaal mag het grootlicht twee keer zo sterk zijn als in Amerika, waar nog gewerkt wordt met testen die uit gaan van technologie uit 1975, met kleine gesloten koplampen. Volgens deze testen zijn sterkere groot licht lampen technisch niet mogelijk en bieden deze geen voordelen64. Internationale ECE richtlijnen verplichten dat richtingaanwijzers achter oranje zijn zodat deze gemakkelijk van remlichten zijn te onderscheiden. Amerikaanse wetgeving heeft deze verplichting niet, het remlicht mag knipperen om zodoende als knipperlicht te dienen. Sinds 1968 heeft Amerikaanse wetgeving ervoor gezorgd dat alle auto‟s oranje zijlampjes voor en rode zijlampjes achter hebben om zodoende zichtbaar te zijn. ECE regelgeving Pagina 45

vereist deze zijlampjes niet maar de knipperlampen moeten wel vanaf de zijkant zichtbaar zijn. Er is zowel in de Amerikaanse als in de internationale standaard ruimte voor goede en slechte lichtopbrengst. De Amerikaanse autofabrikanten claimen dat hun standaard goedkoper uitpakt, meer zicht geeft bij dimlicht en een betere zichtbaarheid van de zijkant van een voertuig. Zij beweren dat koplampen die aan de ECE standaard voldoen niet voldoende licht omhoog schijnen om borden boven snelwegen zichtbaar te maken. Internationaal gezien hebben fabrikanten die zich aan de ECE norm houden er problemen mee dat de Amerikaanse standaard de tegenligger gemakkelijk kan verblinden bij dimlicht. Ook worden de lage lichtsterkte bij grootlicht, de omslachtige manier van de koplamp uitlijnen, de rode knipperlichten achter en de slechte zichtbaarheid van het knipperlicht als men vanaf de zijkant op de auto kijkt gezien als een probleem. Omdat autofabrikanten hun best doen om in het kader van kostenbesparing wereldwijd auto‟s met dezelfde onderdelen te kunnen bouwen, is het niet ondenkbaar dat er op de lange termijn 1 standaard zal komen voor autoverlichting. Daar wordt op het niveau van de Verenigde Naties al jaren aan gewerkt. Hiervan is echter op dit moment nog geen sprake65 zodat autofabrikanten voorlopig nog drie soorten auto‟s, met ieder hun eigen koplampen, zullen blijven produceren; auto‟s voor de Noord Amerikaanse markt en links en rechts gestuurde auto‟s voor de rest van de wereld.

3.4.3. Conclusie Uit bovenstaande analyse en vergelijking van twee principieel verschillende soorten van wetgeving mag het duidelijk zijn dat de meer soepele Europese wetgeving beter is geweest voor de ontwikkeling van lamptechnologie dan de Amerikaanse. De Amerikaanse wetgeving heeft voor de ontwikkeling van de verlichtingstechnologie een jarenlange stilstand betekend. Ontwikkelingen op het gebied van koplampen en hieruit volgend lamptechnologie is dus voornamelijk uit Europa voortgekomen. De flexibiliteit van de Europese wetgeving was ook duidelijk zichtbaar bij de introductie van de Xenonlamp bij de BMW 7-serie. Officieel was de daarbij behorende wetswijziging nog niet doorgevoerd maar door een tijdelijke ontheffing en latere goedkeuring kon deze technologie probleemloos op de Europese wegen worden toegelaten [Neumann, bijlage I]. Men kan dus gerust stellen dat de ECE standaard en de Europese wetgeving relatief weinig negatieve effecten hebben op de ontwikkeling van lamptechnologieën.

Pagina 46

Hoofdstuk 4 Onderzoeksresultaten en toekomstscenario Aan het begin van het verslag werd de hoofdvraag geformuleerd, deze hoofdvraag luidde als volgt: Hoe kunnen de technische ontwikkelingen van lamptechnologieën worden verklaard als een systeem van transfers van technologische eigenschappen en wat betekent dit voor de toekomst van lamptechnologieën?

De bovenstaande hoofdvraag is vervolgens opgedeeld in 3 deelvragen. Deelvraag 1; Hoe heeft de autolamptechnologie zich door de jaren heen ontwikkeld?, is in hoofdstuk 2 behandeld waarbij alle relevante ontwikkelingen duidelijk in kaart zijn gebracht. De resultaten van hoofdstuk 2 zijn gebruikt en nader onderzocht om in hoofdstuk 3 tot een statisch en dynamisch model voor de ontwikkeling van lamptechnologie te komen. Ook zijn in dit hoofdstuk 3 concrete voorbeelden van ontwikkelingen op het gebied van lamptechnologie gegeven en zijn de transfers van technische eigenschappen tussen verschillende technologieën duidelijk zichtbaar gemaakt. Dit heeft de 2e deelvraag; Hoe ziet het systeem van transfers van technologische eigenschappen eruit voor de autolampen?, beantwoord. De transfers in hoofdstuk 3 konden worden verklaard aan de hand van het Pluto effect. Dit Pluto effect kan heel goed gebruikt worden om interacties tussen technologieën in het verleden te verklaren. In dit hoofdstuk echter zal aan de hand van de eigenschappen van het Pluto effect en de eigenschappen van de drie hedendaagse technologieën een mogelijk toekomstscenario, zoals gesteld in deelvraag 3, Hoe

gaat, gelet op de technologische innovaties, de toekomst van de autoverlichting er op de lange termijn uit zien?, geschetst worden voor de ontwikkeling van lamptechnologieën. Dit toekomstscenario zal in dit hoofdstuk opgesteld worden. Dit geeft antwoord op onze derde deelvraag en hiermee is tenslotte door beantwoording van de drie deelvragen ook de hoofdvraag beantwoord.

4.1. Mogelijkheden van de afzonderlijke technieken Voor het opstellen van een toekomstscenario kan ik naast de informatie uit de voorgaande hoofdstukken ook nog gebruik maken van de informatie verkregen uit het interviewen van 3 experts. Deze experts hadden ieder hun eigen verwachtingen voor de ontwikkeling van de autoverlichting, en door al deze informatie te koppelen aan de bovenstaande 4 eigenschappen van het Pluto effect zal ik proberen aan te geven welke richting de lamptechnologie op zal gaan en welke consequenties dit zal hebben voor de technologieën in hun huidige verschijningsvorm.

Pagina 47

4.1.1. Halogeentechnologie Alhoewel deze technologie inmiddels al weer jaren mee gaat mogen we deze, zoals punt 1 van de voorgaande paragraaf aangeeft, nog niet afschrijven. De verbeteringen van de laatste jaren hebben de prestaties van de halogeentechnologie flink verbeterd. Toch blijven de prestaties van de halogeenlamp ten aanzien van de levensduur en lichtopbrengst nog altijd achter bij die van de andere twee technologieën (Xenon en LED). Op dit gebied zal de halogeen technologie dan ook altijd de inferieure technologie blijven. Zoals in hoofdstuk 3 reeds aangegeven is, zijn deze beperkende factoren inherent aan het principe van het opwekken via een gloeidraad. Een van de voornaamste voordelen die de halogeentechnologie heeft ten opzichte van de twee alternatieve technologieën is dat een halogeenkoplamp (en ook een halogeenlamp) veel goedkoper is. Omdat het Pluto effect een voorkeur heeft voor continuïteit, is de halogeentechnologie ten opzichte van de andere twee technologieën duidelijk in het voordeel, aangezien de evolutie van de technologie op het gebied van de koplampverlichting al vele jaren langer loopt dan die van de concurrerende technologieën. Qua multifunctionaliteit lijken de drie technologieën niet voor elkaar onder te doen, ze hebben immers ook hun toepassingen buiten de koplampverlichting. Ze worden bijvoorbeeld alle drie toegepast voor de verlichting binnens- en buitenshuis. Het op termijn mogelijke verplicht worden van DRL verlichting, zoals in de interviews met Dhr. Neumann en Dhr. Krzyzanowski (bijlage I) naar voren kwam is een ontwikkeling die het voor de halogeentechnologie als dominante koplamptechnologie wel lastiger zal maken. Lampen zullen dan langer moeten gaan branden en dan zal de relatief korte levensduur van de halogeenlamp meer in het oog gaan springen. Technologisch hoeft dit niet te worden gezien als falen, het is echter wel een kritiek die, samen met de kritiek op de lichtopbrengst, ervoor zal zorgen dat een kleiner gedeelte van nieuw geproduceerde auto‟s met halogeenkoplampen uitgerust zullen worden. De enige manier voor de halogeenlamp om dit tegen te gaan is om de technische eigenschappen levensduur en lichtopbrengst nog verder te verbeteren. Het ziet er echter naar uit dat de grenzen hiervan bereikt zijn en dat de halogeentechnologie zijn dominantie gaat verliezen.

4.1.2. Xenontechnologie Deze technologie heeft zijn aandeel als koplamptechnologie sinds de introductie zien groeien. De eerste jaren na de introductie was dit nog slechts optioneel te verkrijgen op een nieuwe auto. Inmiddels zijn er echter al enkele modellen die men uitsluitend met Xenonkoplampen kan krijgen en is het op steeds meer modellen optioneel verkrijgbaar. Zoals Dhr. Neumann in het interview aangaf hebben momenteel 10 procent van de auto‟s in Europa Xenonlampen en Dhr. Smit van Hella gaf in het interview aan dat dit aandeel nog verder toe zal gaan nemen. De afgelopen jaren heeft de Xenonlamp, afgezien van het ontwikkelen van een kwikvrije variant, maar weinig veranderingen ondergaan, in tegenstelling tot de halogeentechnologie. Met de komst van de LEDtechnologie zou dit echter wel eens kunnen veranderen en zal de Xenon technologie positieve eigenschappen van de LEDlampen over moeten nemen. Ten opzichte van de Halogeenverlichting heeft Xenonverlichting ook nog een Pagina 48

nadeel en dat is de aanschafprijs. Bij de meeste middenklasse auto‟s zijn Xenonkoplampen nog steeds optioneel en zullen prijsbewuste kopers deze misschien niet aanschaffen. Bij de duurdere auto‟s zijn Xenonkoplampen vaak al standaard en kan men geen halogeenkoplampen meer krijgen. Bij kleine en goedkope auto‟s is het vaak anders. Xenonkoplampen zijn voor deze auto‟s vaak niet verkrijgbaar, waardoor men geen keuzemogelijkheid heeft. Het markaandeel van Xenonlampen kan dus nog wel rustig blijven stijgen maar deze technologie heeft in de strijd om dominantie veel te duchten van de twee alternatieve technologieën.

4.1.3. LEDtechnologie Deze technologie is de nieuwste technologie van de drie. Momenteel is er nog maar 1 auto met volledige LEDkoplampen verkrijgbaar. De koplampen op deze Audi R8 zijn van een afstandje nauwelijks van de, ook op deze auto verkrijgbare, Xenonkoplampen te onderscheiden. Momenteel is er nog geen standaardisatie van deze verlichting. Uiteraard moet wel aan de Europese voertuigeisen worden voldaan maar er zijn geen, net zoals bij halogeen en Xenonkoplampen, losse standaard lampen te koop. Of deze er gaan komen is maar zeer de vraag. In principe zijn de LED‟s in de koplamp onverwoestbaar en zullen ze gedurende de gehele levensduur van de auto niet hoeven te worden vervangen. Daarnaast kan er in de toekomst nog een factor bij komen. Het is de verwachting dat er een geheel nieuwe ontwerpfilosofie zal komen voor voertuigen die geheel met LED‟s verlicht gaan worden. Het is met LED‟s immers niet nodig om het licht uit 2 koplampen te laten komen. Zoals reeds op de conceptcar van figuur 4 te zien is kunnen er ook auto‟s ontwikkeld worden die geen koplampen meer hebben maar LED‟s die in een soort van lintvorm op de voorkant van de auto zitten, door mij ook wel multipoint verlichting genoemd. Dit zal echter wel gepaard gaan met een geheel nieuwe manier van ontwerpen van auto‟s en het is dan ook maar de vraag of ontwerpers en automobilisten hier op korte termijn al klaar voor zijn. Koplampen vormen momenteel samen met enkele andere onderdelen zoals bijvoorbeeld de grille en een merkembleem het aangezicht en de herkenbaarheid van een auto. Men zal misschien in eerste instantie niet staan te springen om het aangezicht van een auto rigoureus te gaan veranderen. Zoals in het geval van de Audi R8 zullen de eerst komende auto‟s met volledige LEDverlichting deze nog gewoon in 2 koplampen hebben zitten. Daarnaast moet er ook rekening gehouden worden met de wetgeving, het weglaten van koplampen dient ook gepaard te gaan met nieuwe wetten die dit toestaan. Zoals in paragraaf 3.4 reeds aangetoond is, is de Europese wetgeving redelijk progressief en verwacht ik op dit gebied geen problemen. Mede door de relatief soepele Europese wetgeving zal LEDverlichting op de eigenschap multifunctionaliteit van het Pluto effect een grote voorsprong hebben op de twee andere technologieën. Met LED‟s kan men bijvoorbeeld andere verlichtingsfuncties, zoals knipperlicht of mistverlichting, combineren met het groot- en dimlicht. Deze multifunctionaliteit hebben de halogeen- en Xenonlamp niet en dat zal dan ook de dominantie van de LEDtechnologie bevorderen.

Pagina 49

4.2. De toekomst van het groot- en dimlicht Hieronder in figuur 7 heb ik de ontwikkeling van de verschillende uitvoeringsvormen van de drie verschillende lamptechnologieën weergegeven, zoals ik verwacht dat dit zal verlopen.

Halogeenlamp Enkele gloeidraad H1, H2, H3

1960

Halogeenlamp dubbele gloeidraad H4

1970

Halogeenlamp Enkele gloeidraad H7, H8, H9, H11

HID-Lamp

1990

Gekleurde halogeenlamp

High performance halogeenlamp

Long life halogeenlamp

Kwikvrije HID-Lamp

LED-lamp

2000

Multipoint LED verlichting

Multipoint OLED verlichting

2010 en verder

Figuur 7: toekomst koplampverlichting

Ik verwacht dat er uiteindelijk twee technologieën over zullen blijven, te weten halogeen en LED. Halogeen is vooral uit kostenoverweging interessant. Pagina 50

Xenonverlichting zal uitsterven, mede door de benodigde extra componenten en nauwkeurige reflectoren en projectoren. Voor de Xenonkoplamp zal dit altijd een dure koplamp blijven die de strijd op het gebied van prijs met halogeen zal blijven verliezen. LED zal als dominante technologie naar voren schuiven, ten koste van Xenontechnologie. De flexibiliteit van LED‟s is de voornaamste reden van de te verwachten dominantie. Dit slaat dan met name op de in de toekomst te verwachten multipoint verlichting. Dit zorgt voor ongekende mogelijkheden, niet alleen ten aanzien van zichtbaarheid maar ook ten aanzien van de herkenbaarheid van automerken. Deze vorm van verlichting zal voor fabrikanten een goede manier zijn om zich van de concurrentie te onderscheiden. Dit na decennia waarin auto‟s, onder andere door het ontwerpen op stroomlijn, steeds meer op elkaar zijn gaan lijken. Aangezien dit voor de, relatief conservatieve, auto-industrie een revolutionaire ontwikkeling zal zijn, is het niet te verwachten dat dit op korte termijn al werkelijkheid zal zijn. Het lijkt me echter een onvermijdelijke trend. Momenteel zijn er al enkele merken die een typisch design van de koplampverlichting hebben. Soms proberen automobilisten die oudere of goedkopere auto‟s rijden hun auto met desbetreffende koplampen uit te rusten die deze verlichting ook hebben. Te denken valt hierbij aan bijvoorbeeld de DRL-LEDlampen van Audi66 en de zogenaamde “Angel eyes” van BMW67. Aftermarket koplampen of ombouwsets om dit na te bouwen worden dan ook te koop aangeboden. De LEDmultipointverlichting heeft een ontwerpvrijheid die halogeen en Xenon niet over kunnen nemen, dit zijn namelijk technologieën die met koplampen werken. Het is dus deze ontwerpvrijheid die in de toekomst de doorslag kan gaan geven. Dat halogeen nog blijft bestaan ligt enkel en alleen aan prijs van zo‟n systeem. Halogeenverlichting is in vergelijking met de andere technologieën de goedkoopste verlichting. De prijs is ook een oorzaak van het verdwijnen van Xenontechnologie. In de eerste jaren zal LEDverlichting veruit het duurste alternatief zijn. Echter, de prijs van LEDverlichting zal zienderogen gaan dalen en uiteindelijk onder die van Xenonverlichting uit komen [Neumann, bijlage I]. Vanaf het moment dat LEDverlichting op prijs kan concurreren met Xenon zal de Xenontechnologie gaan verdwijnen. Immers, LEDverlichting kan alle functies van Xenonverlichting probleemloos overnemen maar andersom kan Xenonverlichting niet alle functies van LEDverlichting overnemen. LEDverlichting heeft, vooral als multipointverlichting, een flexibiliteit in de functies ontwerp en gebruik die men bij een verlichtingstechnologie die uitgevoerd is in koplampen niet terug vindt. Ook zijn er ontwikkelingen op het gebied van LEDtechnologie gaande die de prestaties en toepasbaarheid van LEDtechnologie nog verder kunnen vergroten. Momenteel zijn alle grote merken op het gebied van verlichting bezig met de ontwikkeling van een OLEDlamp, deze is echter nog niet bedoeld voor toepassing in auto‟s68. OLED staat voor “Organic Light Emitting Diode” waarbij met “Organic‟ plastic bedoeld wordt. Deze LEDlampen op basis van organisch materiaal zijn minder efficiënt dan normale LED‟s, maar de afgelopen jaren zijn er OLED‟s ontwikkeld die qua zuinigheid kunnen wedijveren met tl-verlichting69. Omdat deze technologie ten behoeve van verlichting zich momenteel nog in de laboratoriumfase bevindt kan daar nu nog weinig concreets over gemeld worden, veelbelovend is het echter zeker. Dit kan men ook afleiden uit het feit dat de Europese Unie geld voor onderzoek beschikbaar heeft gesteld70. Pagina 51

Tot slot zullen hieronder de vier belangrijkste bevindingen uit deze scriptie puntsgewijs opgesomd worden: De afgelopen ontwikkelingen en dominantie van lamptechnologieën zijn goed te verklaren door gebruik te maken van het Pluto mechanisme. Als we deze ontwikkeling van dominantie van technologieën doortrekken naar de toekomst dan betekent dit dat de LEDtechnologie dominant zal worden. HIDtechnologie in koplampen zal verdwijnen. Met name de flexibiliteit en multifunctionaliteit van LEDtechnologie zal in de onderlinge concurrentiestrijd de doorslag geven. Halogeentechnologie zal een rol blijven spelen als alternatieve lamptechnologie voor koplampen. Deze technologie is door het optreden van het Pluto effect de afgelopen jaren sterk verbeterd en dit zorgt ervoor dat, in combinatie met de lage kostprijs, deze technologie een rol zal blijven spelen in de koplampverlichting.

Pagina 52

Referenties Audi Group (2007). „Managementreport 8‟, 143. Autotechnisch tijdschrift 7 (1971). „Nieuwe dubbel filament halogeen autolamp van Philips‟, 298-299. ATZ 64 (1962). „Lindae, Licht am Fahrzeug‟, 156-157. ATZ (1968/9). „Zur Entwicklung von Jod-Halogen-Scheinwerfern‟, 329-330. ATZ (1968/12). „Bosch-Halogen-Scheinwerfer‟, 438. ATZ 70 (1968). „Zogbaum, Konstruktionsteile un Zubehör‟, 27. ATZ 72 (1970). „Hailer/Zogbaum, Konstruktionsteile un Zubehör‟, Teil 3‟, 25. ATZ 76 (1974). „Elektrische Ausrüstung, Scheinwerfer und Wischer‟, 23-24. ATZ 74 (1972). „Hauptscheinwerfer mit Zweidraht-Halogen-Glülampe‟, 255-257. ATZ 80 (1978). „Hoher anteil an Halogenlampen‟, 8. Besselaar, P . van den,(2000). „De dynamiek van technologische ontwikkeling en innovatie‟, in : R. Weehuizen, „Reflecties op Economie, Technologie en Arbeid.‟ (Den Haag) 188-201. Buyze, J.S. Jr. (1968). „Verlichting II‟, Autotechnisch tijdschrift 4 (1968) 164-165. Callon, M., (1986). „The sociology of an actor-network: the case of the electric vehicle‟, in : Callon, M ., Law, J ., Rip, A. (eds.), „Mapping the dynamics of science and technology‟, (London). Card, Peter W., (1987). „Early Vehicle Lighting‟ (Buckinghamshire). Fokker, P. (2007). „Meer licht, meer veiligheid‟, AMT (2007/9) 1-3. Furfari, F.A., (2001). „A different Kind of Chemistry: A History of Tungsten Halogen Lamps‟, IEEE Industry Applications Magazine (november/december 2001). Hoed, E. den, (2005). „Licht in de duisternis‟, AMT(2005/3) 1-4. Mom, Gijs, (1991). „Gasturbine als alternatieve voertuigaandrijving‟, 7-44. Mom, Gijs, (1993). „Het dooven der schijnwerpers‟, Energie Technologie (september 1993) 14-18. Mom, Gijs, (1997). „Geschiedenis van de auto van morgen‟ (Deventer). Pagina 53

Mom, Gijs, (2003). „Conceptualizing technical change: alternative interaction in the evolution of the automobile‟, Tackling Transport (Science Museum, Londen) 9-46. OECD/IAE (2006), „Ligh‟s Labour‟s Lost: Policies for energy-efficient lighting‟, (Parijs). Olson, Paul L., (1977). „The relative merits of different low beam headlighting systems‟, Highway Safety Research Institute, University of Michigan (Michigan). Pinch, Trevor & Wiebe Bijker, (1984). „The social construction of facts and artifacts: Or how the sociology of science and the sociology of technology might benefit each other.‟, (Cambridge). Pöppinghaus, H. (1967). „Einheitliche Normen für Autolampen in Europa‟, ATZ (1967/7) 232-233. Porter, Michael E., (1980). „Competitive Strategy‟, (New York). Sarlemijn, A. (1993). „Design as cultural alloys, The STeMPJE approach in design methodology.‟ In: M.l de Vries, N. Cross en D.P. Grant, ‟Design methodology and relationship with science.‟, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. Stellman, J.M., (1998). „Encyclopaedia of occupational health and safety 4th. Edition.‟ International Labour Office (Geneva). Sullivan, John M. & Michael J. Flannagan, (2001). „Visual effects of blue-tinted tungsten-halogen headlamp bulbs‟, Transportation Research Institute, University of Michigan (Michigan). Taub, E., (1991). „Taurus: The Making of the Car That Saved Ford.‟, (Boston).

Pagina 54

Internetadressen 1

http://automobile.sae.org/ http://ec.europa.eu/enterprise/automotive/unece/index.htm 3 http://www.techna.nl/Techniek/brug/brug.htm 4 http://americanhistory.si.edu/lighting/history/blotters/blot220.htm 5 http://www.conceptcarz.com/vehicle/z14612/Peerless-Model-36.aspx 6 http://americanhistory.si.edu/lighting/bios/frid.htm 7 http://www.tnw.tudelft.nl/live/pagina.jsp?id=5ea49a37-1c37-4a78-959f-412fd7b5776c&lang=nl 8 http://www.ply33.com/Repair/lights 9 http://www.gmeurope.info/lighting/downloads/opel/en/doc/EN_04_Lighting_Design.doc 10 http://www.scheikundig.nl/stoffen/s4.htm 11 http://www.danielsternlighting.com/tech/lights/light_color/light_color.html 12 http://www.tecsoc.org/pubs/history/2001/sep17.htm 13 http://www.britannica.com/EBchecked/topic/182535/electric-discharge-lamp 14 http://people.clarkson.edu/~ekatz/scientists/hewitt.html 15 http://www.tegger.com/hondafaq/misc/HID%20headlight%20operation.html 16 http://www.patentstorm.us/patents/4868458/fulltext.html 17 http://www.baspc.nl/Xenonaci.htm 18 http://www.hid-conversion-kits.com/ 19 http://www.friarsmarketing.com/Resources/Lighting%20Programme%20Autom%2367.pdf 20 http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2003:321:0015:0025:EN:PDF 21 http://goliath.ecnext.com/coms2/gi_0199-538206/KOITO-and-DENSO-Develop-World.html 22 http://www.amt.nl/web/Nieuws/Tonen-Nieuws-Werkplaats/Bosch-presenteert-xenon-lookgloeilampen.htm 23 http://www.patentstorm.us/patents/4777404/fulltext.html 24 http://www.phoenixautobulbs.co.uk/philips-vision-plus-499-h7-xenon-bulbs-50-p-202.html 25 http://www.ledbulbcn.com/eng/ArticleShow.asp?ArtID=404 26 http://www.kunstbus.nl/cultuur/luminescentie.html 27 http://www.al-lighting.de/index.php?id=984 28 http://www.worldcarfans.com/10504189186/hella-led-headlamp-study 29 http://fourtitude.rely.net/cgi-bin/artman/exec/view.cgi/6/1113/printer 30 http://media.daimler.com/dcmedia/0-921-614216-1-1147521-1-0-0-0-0-0-11702-0-0-1-0-0-0-00.html 31 http://www.diseno-art.com/encyclopedia/concept_cars/fioravanti_kite.html 32 http://www.philipslumileds.com/ 33 http://www.theautochannel.com/news/2004/01/13/176741.html 34 http://www.gelderlander.nl/algemeen/dgbinnenland/4748622/Miljoen-elektrische-autos-in-2020.ece 2

35

http://www.lighting.philips.com/nl_nl/consumer/carlighting/1_car_lighting/products_for_car/3_visionpl us.php?main=nl_nl_consumer_lighting&parent=89083467512&id=nl_nl_car_lighting&lang=nl 36

http://www.osram.com/_global/pdf/Professional/Automotive_Lighting/Headlights/110S33E_SILVERST AR.pdf 37

http://www.lighting.philips.com/nl_nl/consumer/carlighting/1_car_lighting/products_for_car/2_nightgu ide.php?main=nl_nl_consumer_lighting&parent=89083467512&id=nl_nl_car_lighting&lang=nl 38

http://www.hella.nl/produktion/HellaNL/WebSite/MiscContent/Download/WholesalersGarages/Light/Bu lbs.pdf 39 http://www.narva-light.com/uploads/tx_narvaproducts/pdf/48861.pdf 40 http://www.economicexpert.com/a/Halogen:lamp.htm 41 http://people.zeelandnet.nl/potac/periodiek%20systeem.htm 42 http://www.amt.nl/web/Nieuws/Tonen-Nieuws-Werkplaats/Bosch-presenteert-xenon-lookgloeilampen.htm 43 http://www.amt.nl/web/Vraagbaak/tonen-vraagbaak.htm?contentid=818 44 http://www.hella.co.nz/?t=313 45 http://amtgarageforum.nl/forums/thread/5786.aspx

Pagina 55

46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

http://www.gelighting.com/na/business_lighting/faqs/avoiding_hot_shock.pdf http://members.misty.com/don/bulb1.html http://www.expresslightbulbs.com/metal-halide-bulbs-c-7.html http://www.candlepowerinc.com/pdfs/LL_Headlamp.pdf http://www.amt.nl/web/Vraagbaak/tonen-vraagbaak.htm?contentid=818 http://www.freepatentsonline.com/5883468.html http://optoelectronics.perkinelmer.com/content/WhitePapers/WTP_XenonvsMercury.pdf http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CONSLEG:2002L0095:20060701:NL:PDF http://www.iop.org/EJ/abstract/0963-0252/11/3A/308 http://www.freepatentsonline.com/6853140.html http://www.azom.com/news.asp?newsID=17092 http://www.absoluteastronomy.com/topics/Sealed_beam http://edocket.access.gpo.gov/cfr_2004/octqtr/49cfr571.108.htm

http://www.motivemag.com/pub/feature/tech/Motive_Tech_The_Difference_Between_US_and_Europ ean_Lights.shtml 60 http://findarticles.com/p/articles/mi_qa3828/is_200811/ai_n31111331/ 61 http://www.unece.org/trans/doc/2004/wp29gre/TRANS-WP29-GRE-52-13e.pdf 62 http://www.popularmechanics.com/how_to_central/automotive/1347221.html?page=2 63 http://www.tfhrc.gov/safety/hsis/pubs/04148/aiming.htm 64 http://www.nhtsa.dot.gov/cars/rules/rulings/glare.html 65 http://www.unece.org/trans/main/wp29/WP29-FAQ-2005.pdf 66 http://www.carstyle.nl/nieuws/koplampen-led-dagrijlichten/26 67 http://www.jent.nu/hyperlight/dde.html 68 http://www.oled-info.com/oled-light 69 http://web.tue.nl/cursor/internet/jaargang51/cursor30/onderzoek/onderzoek.php?page=o1 70 http://oled100.eu/homepage.asp

Pagina 56

Bijlage I Interviews 1 Dr. Rainer Neumann, Visteon Corporation Dr. Neumann is directeur van de ontwikkelafdeling van Visteon Lighting Development Europe te Kerpen (Duitsland). Visteon is een van de grote bedrijven op het gebied van de ontwikkeling van autoverlichting. Er is in Duitsland een Technische Universiteit, waar ze gespecialiseerd zijn in “Automotive Technology”. Dit is de “Technische Hochschule Darmstadt” (university of Darmstadt). Momenteel ligt deze automotive afdeling echter stil omdat er geen nieuw hoofd voor deze afdeling gevonden kan worden, voorheen was dit Dr. Schmitt Klause. Vanuit deze universiteit wordt er iedere 2 jaar een automotive lighting conferentie gehouden, de laatste was in september 2005. Deze conferentie wordt meestal een week na afloop van de Frankfurter motorshow gehouden. Bij deze conferentie zijn alle grote spelers op het gebied van automobiel verlichting aanwezig, universiteiten, ontwikkelaars, fabrikanten. De informatie die Dr. Neumann gebruikt voor zijn SAE-paper komt alleen van Visteon, niet van de universiteit. De voornaamste redenen om LEDkoplampverlichting te gaan gebruiken in de toekomst is vanwege duurzaamheids- en vormgevingsredenen, niet vanwege lichtopbrengst, deze is n.l. niet beter als die van Xenon-units. Het is de verwachting dat uiteindelijk de LEDverlichting goedkoper zal zijn als de Xenonverlichting, dit is momenteel echter nog niet het geval, men verwacht dat de eerste LEDunits 4 keer zo duur (grof geschat) zullen zijn als Xenon-units. Momenteel is het wettelijk gezien nog niet mogelijk om LEDkoplampen te mogen hebben. Er zal een eerste voorstel ingediend moeten worden bij de Europese commissie, dit is nog niet een definitief voorstel maar dan kan LEDverlichting alvast gedoogd worden op de Europese wegen. Dit is hetzelfde scenario als wat zich bij Xenonverlichting heeft afgespeeld, daar kwam de definitieve goedkeuring ook pas jaren na de introductie van de eerste Xenon-uitgevoerde wagens. Fabrikanten zullen pas LEDkoplampen gaan toepassen als het eerste voorstel ingediend is.

Dr. Neumann zit ook in de GRE, een Europese adviesraad, zij kregen weer advies van de GTB (Groupe de Travaille Bruxelles), daar zit hij ook in. Zij hebben onlangs het eerste voorstel voor LEDkoplampen opgesteld, dit zal echter nog aangepast moeten worden. De harmonisatie van Europese en Noord-Amerikaanse autombiel verlichtingswetgeving zal nooit gebeuren, dit is al jaren een droom van velen maar vanwege o.a. cultuurverschillen en verschillen in eisen die aan verlichting gesteld worden zal dit dus nooit gebeuren. Er wordt al jaren aan gewerkt op het niveau van de Verenigde Naties maar Dr. Rainer ziet dit niet gebeuren, in ieder geval niet zolang als hij nog leeft. Harmonisatie op het gebied van b.v. mistlampen is wel goed mogelijk, de eisen ten aanzien van groot- en dimlicht zijn echter te verschillend in de verschillende continenten. De GRE (Groupe Rapporteur d’Eclarage) is de officiële instantie die de landen vertegenwoordigd. Het invoeren van DRL voor heel Europa is b.v. al heel moeilijk, de intentie is er wel maar het vordert heel moeizaam. Visteon ontwikkelt en produceert voor alle merken (behalve Ferrari) automobielverlichting. Voor hetzelfde type auto leveren verschillende bedrijven (b.v. Visteon en Hella) soms dezelfde koplamp, of dit gebeurt hangt echter af van het aantal wagens wat geproduceerd worden, bij de Golf gebeurt het b.v. wel. Een van de redenen die dit heeft is dat de autofabrikant een sterkere onderhandelingspositie wil hebben bij de koplamp-leveranciers. Visteon heeft 3 gebieden waar het zich op concentreert: Climate, Interior en Electronics (waar dus ook lighting onder valt). Visteon produceert alleen onder eigen merknaam, geen submerken dus. Visteon is een zogenaamde “full global supplier”. Ze houden dus alles in eigen hand. De prijs van LEDverlichting op een auto zal omstreeks 2012 gelijk zijn aan die van Xenonverlichting, daarna zal de prijs waarschijnlijk onder het Xenon-niveau zakken. Visteon verwacht dat de eerste toepassing van LEDheadlamps in 2009 in productiewagens te zien zal zijn. Pagina 58

Visteon kan op dit moment nog geen concrete LEDkoplampen ontwikkelen voor fabrikanten omdat er nog teveel onduidelijk is t.a.v. de wetgeving. Men verwacht bij Visteon dat LEDverlichting vele malen langer zal mee gaan dan Xenonverlichting, in het bijzonder bij wagens die vaak verlichting voeren zal dit verschil te merken zijn. Niet alleen de lamp zelf maar ook de achterliggend elektronica moet voldoende lang mee kunnen. LEDverlichting is bijvoorbeeld interessant voor bussen die veel ‘s nachts rijden, Xenon zou dan wel eens geen heel voertuigleven mee kunnen gaan en LED wel, wat dus duidelijk een voordeel is voor deze technologie. De Audi A8 in de V12 versie heeft momenteel al DRL met LEDverlichting, hiervoor is echter geen speciale wetgeving benodigd omdat deze verlichting alleen bedoeld is om gezien te worden en niet om zelf te kunnen zien. De luminescentie van LED’s bereikt onderhand, stapje voor stapje, de luminescentie van Halogeen. Dit is echter niet echt belangrijk omdat men meerdere LED’s kan gebruiken in een koplamp, dit in tegenstelling tot Halogeen-lampen. De luminescentie van Xenon zal nooit gehaald worden, dit is echter geen doel en ook geen probleem, zoals hierboven al aangegeven. Grootste probleem is dat van hitte en het afvoeren er van, de junction (P-N) wordt simpelweg te heet. Visteon neemt genoegen met een luminescentie die net boven die van Halogeen uitkomt. Voor de eerste LED verlichtte auto’s zullen de gewone koplampconfiguraties gebruikt gaan worden. Als LED echter meer bekend wordt dan zal LEDverlichting in nieuwe vorm toegepast gaan worden, dus niet meer gewoon links en rechts op de wagen, de voorkant van auto’s zal dan dus heel anders kunnen worden. Dat is echter op dit moment nog te ver weg, autofabrikanten willen (en kunnen!) hier nog niet aan beginnen. Het oorspronkelijk idee van LEDverlichting welke minder ruimte in zal nemen is inmiddels weer enigszins achterhaald, er is veel ruimte nodig om de koeling te realiseren, de ruimtewinst is dan uiteindelijk niet zo groot.

Pagina 59

Met LEDtechnologie is het mogelijk om er een geheel nieuwe ontwerpideologie op na te houden, auto’s zullen door de flexibiliteit van de LED’s makkelijker te onderscheiden zijn van elkaar, men kan een auto makkelijker herkennen aan z’n verlichting. Zoals het er nu uit ziet zullen er geen nieuwe functies ontwikkeld worden welke alleen met LED mogelijk zullen zijn. Alle functies die reeds mogelijk zijn op Xenon en Halogeen koplampen gaat mee over naar LEDkoplampen. Tegenwoordig is gemiddeld 10 procent van de wagens in Europa met Xenon uitgerust, dit is in Duitsland bijvoorbeeld iets hoger maar in Spanje weer een beetje lager. In de USA ligt dit percentage echter veel lager. De kostenpost voor Xenon is een doorslaggevende factor, vooral voor kleine en goedkope auto’s. Kans van slagen voor LED zal vooral van de prijs van het systeem afhangen, de prijs hangt weer af van het aantal geproduceerde units. Visteon ontwikkelt momenteel geen LEDunits voor auto’s. Als dit wel het geval is dan is dit nog geheim. Met andere woorden: geen commentaar! LED’s zijn zeer interessant voor de aftermarket, momenteel echter alleen nog maar voor de achterlichten en andere kleine functies, uiteraard nog niet voor koplamp verlichting. De ombouw van de kleinere halogeenlampen lampen naar LEDlampen, bijvoorbeeld voor de achterlichten, interieurlampen en DRL-lampen is populair. Concurrent Hella is hierin zeer actief, Visteon doet hier niet aan mee. Deze vorm van aftermarket heeft een modegevoelig karakter. Volgens Dr. Neumann is het belangrijk om het voornaamste doel van de ontwikkeling van automobielverlichting niet uit het oog te verliezen: het verhogen van de veiligheid van de bestuurder. Welke technologie hiervoor gebruikt wordt is van secundair belang.

Pagina 60

2 Ing. L. Krzyzanowski, Philips Automotive Lighting Lex Krzyzanowski is marketing manager OEM voor Philips Automotive Lighting. Philips is een van de grootste OEM’s van autolampen wereldwijd. De groei van de totale automotive omzet wereldwijd is ongeveer 4 % per jaar. Voor de verlichting is deze omzetgroei ongeveer 9% omdat er steeds meer lampen gebruikt worden in auto’s en er meer toepassingen in auto’s komen waar lampen voor nodig zijn. Voornaamste groei in de verkoop autolampen is in China en India, lokale merken als Tata en Geeli zijn daar sterk in opkomst. Dit gaat mee met de groei van de wereldeconomie. Het populairst zijn daar de wagens van onder de 7000 euro. De verkoop van lampen is met 9 procent gestegen, wereldwijd. Doordat DRL in steeds meer landen verplicht wordt zorgt dit voor een omzetverhoging. Bij Philips verwacht men dat dit wordt op termijn verplicht gaat worden in alle Europese landen. Op de aftermarket verkoopt Philips voornamelijk de duurdere lampen uit hun assortiment, o.a. de “Nightguide” welke gemiddeld 10 euro meer kost dan de reguliere H4 lamp. De omzetstijging in de verkoop van OEM autolampen is groter dan de omzetstijging van de totale autoverkoop. Deze grotere stijging wordt bepaald door 5 factoren. Voornamelijk door het ontwikkelen van nieuwe innovatieve producten probeert Philips de concurrentie een stap voor te blijven. Momenteel is de “Silverguide” de nieuwste autolamp van Philips. Dit is een halogeenlamp met zilvercoating ten behoeve van de koplampverlichting. Innovatie bij Philips vindt plaats op 3 gebieden te weten: safety, comfort en design. Pagina 61

Philips verkoop enkel onder de eigen merknaam autolampen. De voornaamste concurrenten op de OEM markt zijn Osram en General Electric. Op de aftermarkt heeft Philips vooral veel concurrentie te duchten van Indische en Chinese autolampen. Het feit dat een lamp een E-keurmerk heeft wil niet zeggen dat hij ook voor OEM geschikt is. Dit heeft te maken met de eigen kwaliteitseisen van de voertuigfabrikanten. De E-keurmerk eisen zijn minimum eisen en voertuigfabrikanten hebben vaak hogere eisen. Philips levert enkel OEM kwaliteit lampen. Een van de speerpunten in het hedendaagse ontwerp van een autolamp is om zoveel mogelijk de zware metalen uit de lamp te halen. Deze zware metalen zijn bijvoorbeeld kwik, cadmium en lood. Philips verwacht in 2007/2008 een definitieve doorbraak in de toepassing van LED’s in de achterlichten van auto’s De marktpenetratie van LED’s ten behoeve van de voertuigverlichting hangt van een aantal factoren af, bijvoorbeeld de prijs. Men verwacht bij Philips de grote doorbraak van LED’s in de koplampverlichting rond 2012/2013. Philips verwacht dat DRL in 2010 gemeengoed zal worden. Er zijn twee problemen die momenteel een rol spelen in de ontwikkeling van koplampen met LED’s. Een probleem is de slechte warmteafvoer waardoor de LED’s te warm worden. Het andere probleem de is de lage elektrische stroom die door de LED’s loopt en waardoor de regel- en detectiefuncties van aan de koplamp gekoppelde elektronica minder goed werkt.

Pagina 62

Philips heeft voor hun OEM-lampen als doelstelling dat deze “zero defects” hebben als de wagens de fabriek uitkomen.

Pagina 63

3 H. Smit, Hella B.V. Nieuwegein Harm Smit is werkzaam op de afdeling communicatie van Hella B.V. Nieuwegein. Volgens Hella zijn de voornaamste concurrenten op het gebied van automotive lighting: Valeo, Carello, Visteon en Magneti Marelli. Hella werkt momenteel voornamelijk met de Duitse autofabrikanten (Volkswagen, BMW, Mercedes, enz.) samen maar gaat dit ook uitbereiden naar de Franse en Japanse autofabrikanten. Hella is een Duits bedrijf maar heeft de productie verdeeld over ongeveer 20 landen. Hella produceert zelf geen lampen, deze worden ingekocht en onder de naam Hella doorverkocht, op het gebied van Xenonlampen werkt Hella hoofdzakelijk met Philips samen. Qua ontwikkeling van de halogeenlampen is de Philips Nightguide momenteel wel een lamp die boven de rest uitsteekt, aldus Hella. Hella produceert en levert alleen onder eigen naam, Hella Nederland zorgt in principe alleen voor verkoop, de ontwikkelingafdeling is gevestigd in Duitsland. Hella heeft een demonstratiemodel van een LEDkoplamp voor de Audi A8, deze moet in 2008 in productie gaan. Momenteel is een probleem dat de Europese wetgeving nog niet aangepast is aan de LEDverlichting en een volledig LED uitgevoerde koplamp nog niet toegestaan is. Op dit moment is LEDdimlicht in Europa dus nog verboden. De technische problemen betreffende koeling en lichtopbrengst zijn al opgelost bij Hella. Hella heeft zelfs al een LEDlamp ontwikkeld die een hogere lichtopbrengst heeft dan een Xenonlamp. Qua kosten en consumentenprijs verwacht Hella dat de LEDverlichting zich tussen de halogeen- en Xenonverlichting zal positioneren. Het belangrijkste verkoopargument naar de koper toe is dat de LEDverlichting een autoleven mee Pagina 64

gaat, in tegenstelling tot Halogeenverlichting. Een LEDkoplamp kan in principe 11,5 jaar onafgebroken branden voordat deze kapot gaat. Een Xenonlamp gaat ook een autoleven lang mee, echter niet zo lang als een LEDkoplamp. Probleem voor de Halogeenlamp is dat de boordspanning van menig voertuig de laatste jaren fors omhoog is gegaan, een verhoging van de spanning met 5 procent betekent een verkorting van de levensduur met 50 procent. Voor de toekomst verwacht Hella dat dit probleem grotendeels zal verdwijnen omdat de lampen op deze hogere spanning ontworpen worden. Qua technische uitvoering is het voordeel voor de LEDverlichting dat er een veel kleinere inbouwdiepte nodig is. Verder zijn alle wagens tegenwoordig uitgerust met automatische koplamphoogteverstelling, ongeacht welk verlichtingssysteem er in zit. Qua design heeft de LEDverlichting de voorkeur boven de Xenonverlichting, er zijn veel minder componenten nodig, zo ontbreekt bij LEDverlichting b.v. de ontstekingsunit. Voor de achterverlichting wordt her en der veelal LEDverlichting gebruikt, Hella verwacht dat binnen enkele jaren alle nieuw ontworpen achterlichten LEDlampen bevatten. De Audi A8 heeft momenteel al een koplampsysteem met een DRL-systeem dat LED’s bevat. Volledig met LED’s uitgevoerd is deze koplamp echter nog niet. De LEDkoplampen moeten zich nog bewijzen maar bij Hella verwacht men geen technische problemen. Adaptive Front Lighting: automatische aanpassing aan de omstandigheden (binnen/buiten de bebouwde kom, snelweg e.d.). Momenteel wordt dit al toegepast bij een model van Mercedes, wettelijk zijn alle barrières al genomen. Dit is momenteel de nieuwste ontwikkeling, men verwacht hier bij Hella veel van. Het enkele jaren geleden ontwikkelde 42 volt systeem is nooit in auto’s geïmplementeerd, het gebruikte vermogen in auto’s is in de laatste jaren verminderd Pagina 65

en daardoor was het niet nodig om de spanning in een auto van 12 naar 42 volt te verhogen. De techniek van accu’s is in de laatste jaren sterk verbeterd, de capaciteit is drastisch verhoogd. Hella Nieuwegein geeft sinds kort trainingen voor monteurs vanwege de toegenomen complexiteit van de verlichtingssystemen. Cursussen worden gegeven voor verlichting, thermo-management en elektronica. TNO keurt nog steeds de autoverlichting (keurmerk E4 voor Nederland). Er komt een wereldwijd keurmerk voor lampen, De Europese Unie is in samenwerking met de verenigde naties hierover in overleg. Op de website www. unece.org is de vooruitgang van deze samenwerking te volgen. Ook op de website www.wetgeving.nl is nieuwe wetgeving omtrent voertuigverlichting te vinden. Dit wereldwijde keurmerk moet dit jaar rond komen, artikel 48 is in de conceptfase, indien er goedkeuring komt dan is het in werking getreden. Straks komen er geen verschillende landenuitvoeringen van auto’s meer, als een autotype eenmaal goedgekeurd is dan mag dit wereldwijd verkocht worden. Dit gaat alleen over de toelatingseisen. In Nederland zijn er 3 soorten eisen, ten eerste de typegoedkeuring, dan is de wagen toegelaten, ten tweede de permanente eisen, voor de wagens die in Nederland rondrijden en ten derde de APK-eisen, dit zijn de jaarlijkse keuringseisen. Deze willen onderling wel eens afwijken. Het ombouwen van een halogeen koplamp naar een kloplamp met Xenonverlichting mag niet maar de politie kan je er niet voor verbaliseren. Tijdens de APK keuring wordt niet op gelet deze omgebouwde koplampen. Het is achteraf niet eenvoudig te controleren of er een ombouw heeft plaatsgevonden. Hella levert geen conversiesets die een dergelijke ombouw mogelijk maken. Dit doen ze niet vanwege de slechte eigenschappen die de koplamp na de ombouw krijgt (o.a. strooilicht). Pagina 66

Hella heeft ook hoge verwachtingen van lichtgeleiding: Celis, Central Lighting System. Dit systeem is nog volop in ontwikkeling, dit loopt echter al enkele jaren. Het is een systeem met een lichtbron en lichtgeleiding via glasvezel, dit kan al met 1 centrale xenon/halogeen/LEDlamp. Er worden door verschillende fabrikanten momenteel ook dezelfde type koplampen geleverd voor een en hetzelfde model wagen van bijvoorbeeld Mercedes. Zodoende verbetert Mercedes zijn onderhandelingspositie met de koplampfabrikanten en zijn ze niet afhankelijk van een leverancier. De Xenonverlichting wordt meer en meer standaard, eerst was het alleen op duurdere wagens als een BMW 850 en 7 serie verkrijgbaar, inmiddels is het optioneel verkrijgbaar een middenklasser als de Opel Astra. Xenonverlichting wordt in toenemende mate een verkoopfeature, net zoals elektrische ramen, op een gegeven moment zul je het overal zien en zul je het op veel wagens zelfs niets anders meer kunnen krijgen. Van concurrentie uit Azië heeft Hella in Nederland niet veel last. In Duitsland is dit een groter probleem, soms worden daar complete nagemaakte koplampen aangetroffen. Hella heeft alleen last van plagiaat, niet van originele producten uit Azië. Dit geldt echter niet voor de lampen zelf, die komen vaak wel uit Azië. Hella betrekt zijn halogeenlampen van o.a. Philips en Osram.

Pagina 67

Bijlage II Artikelen automotive tijdschiften

Pagina 68

Pagina 69

Pagina 70

Pagina 71

Pagina 72

Pagina 73

Pagina 74

Pagina 75

Pagina 76

Pagina 77

Pagina 78

Pagina 79

Pagina 80

Pagina 81

Pagina 82

Pagina 83

Pagina 84

Pagina 85

Pagina 86

Pagina 87

Pagina 88

Pagina 89

Bijlage III Patent Johannes van Liempt

Pagina 90

Pagina 91

Pagina 92