LED-Lampe E27: Aufbau in 3D
Was steckt in einer LED-Lampe, die man einfach in die Fassung dreht? Hier zerlegst du eine LED-Lampe mit E27-Sockel in 3D, vom Kolben bis zum Fußkontakt. Danach geht es um die Fehlersuche an Lampe und Fassung, um Licht in Lumen und Kelvin und um die richtige Entsorgung.
Lädt einmalig rund 0,2 MB. Die Erklärungen unten funktionieren auch ohne 3D-Modell.
LED-Lampe E27
Eine LED-Lampe in Birnenform mit E27-Schraubsockel, wie sie die Glühlampe ersetzt hat. Mit Weiter wird sie zerlegt, mit Einschalten leuchten die LEDs.
Die Bauteile im Überblick
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Kolben
Der milchige Kolben aus Kunststoff oder Glas verteilt das Licht. Ohne ihn würde man in die einzelnen hellen Punkte der LEDs schauen und geblendet werden.
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LED-Platine
Die Leuchtdioden sitzen auf einer Platine mit Aluminiumkern. Eine LED wandelt Strom direkt in Licht um, braucht dafür aber Gleichstrom mit begrenzter Stromstärke. In der Lampe übernimmt das der Treiber, bei einer einzelnen LED an Gleichspannung ein Vorwiderstand. Der Aluminiumkern gibt die Wärme der LEDs an den Kühlkörper weiter.
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Kühlkörper
LEDs werden nicht so heiß wie ein Glühfaden, vertragen Wärme aber schlecht. Der Kühlkörper führt sie über seine Oberfläche an die Luft ab. In geschlossenen Leuchten staut sich die Wärme, deshalb steht auf der Verpackung, ob eine Lampe dafür geeignet ist.
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Treiber
Der Treiber macht aus der Netzspannung den Gleichstrom für die LEDs: Gleichrichter, Glättungskondensator, Spule und Regel-IC. Fällt eine LED-Lampe früh aus, ist oft der Treiber die Ursache, nicht die LEDs. Dimmen geht nur, wenn die Lampe als dimmbar gekennzeichnet ist.
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E27-Sockel
E steht für Edison-Gewinde, 27 für 27 mm Durchmesser. Unten sitzt der Fußkontakt, getrennt durch einen Isolierring vom Gewinde. In der Fassung gehört der Außenleiter an den Fußkontakt und der Neutralleiter an das Gewinde. So berührt man beim Eindrehen höchstens das Gewinde, und das liegt am Neutralleiter.
LED-Lampen im Alltag: auswählen, Fehler finden, entsorgen
Lumen statt Watt
Bei der Glühlampe sagte die Wattzahl ungefähr, wie hell sie ist. Bei LED-Lampen stimmt das nicht mehr, denn sie brauchen für dieselbe Helligkeit viel weniger Leistung. Wie hell eine Lampe ist, steht in Lumen (lm) auf der Verpackung. Die Lichtfarbe steht in Kelvin (K): Je kleiner die Zahl, desto wärmer und gelblicher wirkt das Licht, je größer, desto kühler und bläulicher. Wie viel Licht ein Raum braucht, rechnet der Rechner Beleuchtung.
Lampe tot oder Fassung schuld?
Leuchtet eine Lampe nicht, zuerst eine zweite, sicher funktionierende Lampe eindrehen. Leuchtet die auch nicht, liegt es nicht an der Lampe. Dann spannungsfrei schalten und die Fassung ansehen: Der federnde Fußkontakt in der Mitte wird mit der Zeit flachgedrückt oder verfärbt sich durch Wärme. Hat er keinen sicheren Kontakt mehr zum Fußkontakt der Lampe, flackert oder bleibt sie aus. Danach die Spannung an der Fassung messen. Verbrannte oder brüchige Fassungen werden getauscht.
Warum LED-Lampen früh ausfallen
Oft ist der Treiber die Schwachstelle, und er fällt umso eher aus, je wärmer er wird. Kritisch sind geschlossene Leuchten, Einbaustrahler in gedämmten Decken und Lampen, die mit dem Sockel nach oben brennen: Die Wärme steigt in den Sockel, genau dorthin, wo der Treiber sitzt. Ob eine Lampe für geschlossene Leuchten geeignet ist, steht auf der Verpackung. Einzelne dunkle LEDs auf der Platine sind seltener die Ursache. Repariert wird eine LED-Lampe nicht, sie wird ersetzt.
Viele Lampen an einem Schalter
Jede LED-Lampe hat in ihrem Treiber einen Kondensator, der sich beim Einschalten auflädt. Nach dem Leitfaden des Herstellerverbands BEAMA kann der Einschaltstrom von LED-Treibern das Vielfache des Betriebsstroms erreichen, meist für weniger als eine Millisekunde. Bei einer einzelnen Lampe im Wohnzimmer spielt das keine Rolle. Hängen viele Lampen an einem Kontakt, etwa an einem Relais, einem Bewegungsmelder oder einem Stromstoßschalter, kann der Kontakt darunter leiden. Was das für den LS-Schalter heißt, steht beim LS-Schalter.
Ausgedient: Wohin mit der Lampe?
Eine LED-Lampe ist im Sinne des Elektro- und Elektronikgerätegesetzes eine Lampe, also eine Einrichtung zur Erzeugung von Licht (ElektroG § 3 Nr. 14). Altgeräte gehören nicht in den unsortierten Siedlungsabfall, also nicht in den Hausmüll, sondern in eine getrennte Erfassung (§ 10 Abs. 1). Bei den Sammelstellen der Kommunen gibt es dafür eine eigene Gruppe Lampen (§ 14 Abs. 1). Größere Elektrohändler nehmen kleine Altgeräte bis 25 cm Kantenlänge auch ohne Neukauf zurück, bis zu drei Stück je Geräteart (§ 17 Abs. 1).
Lampen vor der Entsorgung von Leuchten trennen
Wird eine ganze Leuchte entsorgt, müssen nach § 10 Abs. 1 ElektroG Lampen, die sich zerstörungsfrei herausnehmen lassen, vorher von ihr getrennt werden. Die LED-Lampe kommt also in die Gruppe Lampen, die Leuchte zu den übrigen Altgeräten. Ist das Leuchtmittel fest eingebaut und nicht ohne Zerstörung zu entnehmen, bleibt es in der Leuchte.
E27, E14 und andere Sockel
Das E steht für Edison-Gewinde, die Zahl für den Durchmesser in Millimetern. E14 ist der kleine Sockel, wie er in Tisch- und Kerzenleuchten sitzt, E27 der große. Daneben gibt es Stiftsockel und Bajonettsockel für Strahler. Eine Lampe mit anderem Sockel passt nicht in die Fassung, und ein Adapter ändert nichts daran, wie viel Wärme die Leuchte abführen kann. Die zulässige Leistung steht in der Leuchte.
Dimmen ohne Ärger
Dimmen geht nur mit Lampen, die als dimmbar gekennzeichnet sind. Aber auch dann muss der Dimmer zur Lampe passen. Viele Lampenhersteller nennen in einer Liste, mit welchen Dimmern ihre Lampe getestet wurde. Summen, Flackern bei kleiner Stellung oder Lampen, die erst ab halber Stellung angehen, sind typische Zeichen, dass Dimmer und Lampe nicht zusammenpassen. Ein Tausch des Dimmers gegen einen aus der Liste ist dann die sicherere Lösung.
Flimmern an Maschinen
Licht, das im Takt der Netzspannung schwankt, kann an drehenden Teilen täuschen: Ein Futter oder ein Sägeblatt sieht dann so aus, als drehe es langsamer oder stehe still. Diesen stroboskopischen Effekt kennt man von alten Leuchtstofflampen. Gute LED-Treiber glätten den Strom so, dass kaum Flimmern bleibt, einfache tun das weniger. An Werkzeugmaschinen deshalb auf flimmerarme Leuchten achten.
Farben richtig sehen
Neben Helligkeit und Lichtfarbe steht auf vielen Lampen der Farbwiedergabeindex Ra oder CRI. Je höher er ist, desto natürlicher erscheinen Farben. In der Werkstatt ist das mehr als eine Geschmacksfrage: Aderfarben wie Braun, Schwarz und Grau sind unter schlechtem Licht schwer auseinanderzuhalten. Für den Arbeitsplatz eine Lampe mit hoher Farbwiedergabe wählen.
Altes Leuchtmittel, alte Leuchte
Wird eine Glühlampe durch eine LED-Lampe ersetzt, bleibt die Leuchte dieselbe. Die Höchstleistung auf der Leuchte gilt weiter, die LED-Lampe liegt meist weit darunter. Spröde Fassungen und brüchige Leitungen in alten Leuchten werden durch die neue Lampe nicht besser. Beim Tausch deshalb einen Blick auf Fassung und Anschlussleitung werfen.
Lebensdauer in Stunden
Auf der Verpackung steht oft eine Lebensdauer in Stunden. Sie gilt unter den Bedingungen, die der Hersteller dafür annimmt, vor allem bei einer bestimmten Umgebungstemperatur. In einer warmen, engen Leuchte wird die Lampe früher dunkler oder fällt früher aus. Wer Lampen in Hallen oder Fluren tauscht, merkt das daran, dass in geschlossenen Leuchten mehr ausfallen als in offenen.
Leistung nachmessen
Ob eine Umrüstung wirklich spart, zeigt eine Messung. Mit einem Energiekosten-Messgerät in der Steckdose oder mit dem Strom und der Spannung an der Leuchte bekommst du die tatsächliche Leistung. Mit den Betriebsstunden pro Jahr rechnet der Rechner Stromkosten die Ersparnis aus. Bei vielen gleichen Leuchten reicht es, eine zu messen und mit der Anzahl zu multiplizieren.
Feuchte Räume und draußen
Eine LED-Lampe selbst hat meist keinen Schutz gegen Wasser, den bietet die Leuchte. In Feuchträumen und draußen muss deshalb die Leuchte die passende Schutzart haben. Eine offene Fassung im Freien bleibt auch mit LED-Lampe eine offene Fassung. Die Bedeutung der Ziffern steht auf der Seite IP-Schutzarten.
Lampe flackert nur manchmal
Flackert eine LED-Lampe nur, wenn große Verbraucher in der Nähe schalten, schwankt die Netzspannung. Flackert sie dauernd, ist der Treiber am Ende oder der Kontakt in der Fassung schlecht. Flackert sie nur an einem bestimmten Schalter oder Dimmer, liegt es an diesem Gerät.
Weitere 3D-Modelle
Leuchtstofflampe in 3D zerlegt → Starter, Drossel und Röhre: So zündet eine Leuchtstofflampe mit KVG. Kabeltrommel in 3D zerlegt → Steckdosen, Überhitzungsschutz und Leitung: Warum eine aufgerollte Trommel heiß wird. Reihenklemmen in 3D zerlegt → Push-in, Stromschiene, Brücke und PE-Klemme: So ist eine Klemmenleiste aufgebaut. NYM-Leitung in 3D abgemantelt → Mantel, Füllmischung, Adern und Kupferleiter: So ist eine Mantelleitung aufgebaut. CEE-Steckdose in 3D zerlegt → Deckel, Buchsen und Schutzkontakt: So ist eine CEE-Drehstromsteckdose aufgebaut.Was spart eine LED-Lampe gegenüber einer Glühlampe?
Das hängt von der Leistung beider Lampen und der Brenndauer ab. Mit den Watt-Angaben von der Verpackung und den Stunden pro Tag rechnet der Rechner Stromkosten beide Varianten durch.
Warum flackert eine LED-Lampe am Dimmer?
Entweder ist die Lampe nicht dimmbar, oder Dimmer und Lampe passen nicht zusammen. Viele ältere Dimmer sind für Glühlampen gebaut und brauchen eine Mindestlast. Welche Dimmer passen, nennt der Hersteller der Lampe.
Warum leuchtet eine LED-Lampe nach dem Ausschalten schwach weiter?
Häufige Ursachen sind ein Schalter, der den Neutralleiter statt des Außenleiters schaltet, ein beleuchteter Schalter, über den ein kleiner Strom fließt, oder eine lange Leitung parallel zu anderen Leitungen. Die kleine Leistung reicht, um die LEDs glimmen zu lassen.
Darf eine kaputte LED-Lampe in den Hausmüll?
Nein. Nach dem Elektro- und Elektronikgerätegesetz gehören Altgeräte in eine getrennte Erfassung, nicht in den unsortierten Siedlungsabfall (ElektroG § 10 Abs. 1). LED-Lampen kommen bei den kommunalen Sammelstellen in die Gruppe Lampen. Größere Elektrohändler nehmen sie ebenfalls zurück.
Zum Modell: Es ist vereinfacht und zeigt den grundsätzlichen Aufbau, keine bestimmte Lampe. Form, Anzahl der LEDs und Treiber unterscheiden sich je nach Hersteller.
Von Felix Albers, Betriebselektriker · Stand: · Quellen & Normstand
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