DE2510214A1 - Lampenhalterung - Google Patents

Description

Dr. Michael Hann HPf / D (751)

63 Gießen
Ludwigstraße 67

PPG Industries, Inc·, Pittsburgh, Pa., USA

LAMPENHALTERUJMG

Priorität: 14. März 1974 /USA/ Ser. No. 451 253

Diese Erfindung bezieht sich eine Lampenhalterung und auf eine Lampenhalterung in einer Vorrichtung zum Behandeln von Überzügen im ultravioletten Licht.

Die Benutzung von Vorrichtungen, die ultraviolettes Licht anwenden, um UV-empfindliehe Überzüge zu härten,wird zunehmend üblicher. Vorteile der Härtung mit ultraviolettem Licht bestehen unter anderem in der Möglichkeit, Harzsysteme zu verwenden, die wenig oder gar keine flüchtigen Lösungsmittel enthalten, sowie in der Geschwindigkeit, mit der die Härtung vollzogen wird und der Einfachheit des Vorgangs. Eine Reihe von Problemen sind damit verbunden, die das ultraviolette Licht aussendenden Lampen in den Vorrichtungen zu montieren.

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Ein Nachteil besteht darin, daß die meisten ultraviolettes Licht emittierenden Lampen, die in den Vorrichtungen benutzt werden, eine große Wärmemenge abgeben. Diese Lampen sind gewöhnlich von dem Typ der mit Metal!halogeniden geimpften Mittel- oder Hochdruck-Quecksilberdampflampen. Solche Lampen haben gewöhnlich Kolben aus geschmolzenem Quarz, damit sie der Hitze widerstehen und die ultraviolette Strahlung durchlassen, und haben gewöhnlich die Form von langen Röhren mit einer Elektrode an jedem Ende. Beispiele dieser Lampen sind die PPG-Modelle 60-2032, 60-0393, 60-0197 und 60-2031 und die Hanovia-Modelle 6512A431, 6542A431, 6565A431 und 6577A431. Die Lampen werden gewöhnlich durch elektrisch isolierende Lampenhalter an ihren Enden an ihrem Platz gehalten. Der Rahmen, der, je nach den Einzelheiten der Konstruktion, einen Reflektor beinhalten kann, ist gemeinhin aus einem Metall hergestellt, so daß auch er Hitze aushalten kann. Die meisten Konstruktionsmetalle haben große Wärmeausdehnungskoeffizienten, während geschmolzener Quarz natürlich einen sehr kleinen solchen Koeffizienten hat. Die Unterschiede bei der Expansion und Kontraktion während der Einschalt- und Ausschaltphase der Apparatur führen zu Belastungen der Lampe, Wenn die Lampe an beiden Enden festgehalten wird, ist oft ein gebrochener Kolben das Ergebnis. Wenn die Lampen nicht fest genug gehalten werden, fallen sie manchmal aus ihren Befestigungshalterungen.

Ein anderer !Nachteil bei ungeeigneter Befestigung einer Lampe ist schlechter elektrischer Kontakt. Die meisten der oben beschriebenen Lampen ziehen ziemlich viel Strom, beispielsweise in der Größenordnung von ungefähr 5 bis ungefähr

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15 Ampdre bei Spannungen, die gewöhnlich im bereich zwischen ungefähr 500 und ungefähr 3 000 Volt Wechselstrom liegen. Gleichstrom kann ebenfalls benutzt werden. Wenn die Lampen zu locker gehalten werden, sind die Flächen elektrischen Kontaktes zwischen dem Lampenbefestigungsteil und dem ßefestigungshalter klein. Diese kleinen Flächen führen zu hohen Widerständen, die unkontrollierte Mengen Leistung verbrauchen und Quellen großer Wärmemengen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, die geschilderten Wachteile zu vermeiden durch eine Lampenhalterung, die eine gute Wärmeabfuhr bietet, die die Lampe fest genug hält, so daß ein guter elektrischer Kontakt gewährleistet ist und ohne daß die Lampe einer zu großen mechanischen Belastung unterliegt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Lampenhalterung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen Sockel, elektrisch-leitende Anpreßmittel zum Halten von Teilen der zylindrischen Oberfläche eines elektrisch-leitenden zylindrischen .Befestigungsansatzes einer Lampe und Mittel einschließt, um die elektrisch-leitenden Anpreßmittel an dem Sockel so zu befestigen, daß sie sich relativ zu dem Sockel in einer Richtung parallel zur Achse des elektrisch-leitenden zylindrischen Befestigungsansatzes frei bewegen können.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die folgenden zeichnungen Bezug genommen:

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Fig. 1 stellt eine sachgemäße Ausführungsform der Erfindung zusammen mit dem Endteil einer typischen ultraviolettes Licht aussendenden Röhre dar;

Fig. 2 ist eine Vorderansicht der Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Schnittzeichnung des Sockels der Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 4 ist eine Aufsicht des Jochs der Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 5 ist eine Darstellung in auseinandergezogener Anordnung der Teile, aus denen die Ausführungsform nach Fig. 1 besteht;

Fig. 6 zeigt die Ausführungsform nach Fig. 1, wobei die typische ultraviolettes Licht aussendende Röhre installiert ist;

Fig. 7 ist eine Vorderansicht der Fig. 5.

Die Lampenhalter nach der vorliegenden Erfindung haben einen Sockel, elektrisch-leitende Anpreßmittel zum Festhalten eines Teils des zylindrischen .Befestigungsansatzes einer Lampe und Mittel, um die elektrisch-leitenden Anpreßmittel an dem Sockel so zu befestigen, daß die elektrischrleitenden Anpreßmittel sich frei relativ zu dem Sockel in einer Richtung paralle zur Achse des elektrisch-leitenden zylindrischen ßefestigungsansatzes bewegen können«

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Nimmt man nun .Bezug auf die Zeichnungen, in denen die Erfindung der Einfachheit halber bezogen auf eine ihrer Ausführungsformen beschrieben wird, so schließt ein praktisch verwendbarer Befestigungshalter nach dieser Erfindung einen Sockel 1 mit zwei ßefestigungslöchern 2,2 und einem Loch 4 ein. Dieser Sockel wird gewöhnlich aus einem elektrisch-isolierenden Material, wie z.B. Keramik, Glas, synthetischem Kunststoff, Holz und dergleichen, hergestellt. Keramik und Glas sind vorzuziehen wegen ihrer zusätzlichen Beständigkeit gegenüber Hitze. Wenn der Sockel elektrisch isoliert ist gegenüber anderen Halterungen, bei denen ein anderes elektrisches Potential an der Lampe anliegt, kann der Sockel aus einem elektrisch-leitenden Material, beispielsweise einem Metall, hergestellt sein. Die Metalle, auf die hierbei Bezug genommen wird, sind die, die gewöhnlich für bauliche Zwecke verwendet werden und die unter den Verwendungsbedingungen hinreichend stabil sind. Dazu gehören beispielsweise Kupfer, Messing, Bronze, Eisen, Stahl, Aluminium, Titan, Gold, Silber, Platin, Palladium, Wolfram, Molybdän, Vanadium, Mangan, Kobalt, Niob, Zink und ähnliche. Der Sockel 1 ist gewöhnlich aus Keramik gemacht und kann vorteilhafterweise eine konische Aussparung haben. Die übrigen Teile sind gemeinhin aus elektrischleitendem Material, beispielsweise Metall, hergestellt. Die Schraube 8 durchdringt das Loch 4 des Sockels 1, Die Unterlegscheibe 10 ist auf die Schraube 8 gesteckt und die Schraube wird von der Mutter 12 an ihrem Platz gehalten. Das Joch 14 ist auf der Mutter 12 angeordnet, wobei die Schraube 8 den Schlitz 16 durchdringt. Das Joch 14 wird von

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der gesicherten Mutter 18 lose an seinem Platz gehalten, die so auf der Schraube 8 sitzt, daß das Joch 14 frei längs dem Schlitz 16 gleiten und sich um die Schraube 8 drehen kann. Die freie Drehbarkeit um Schraube 8 und das Vorhandensein eines geringen Spiels in Ebenen, die die Achse der Schraube 8 enthalten, ermöglichen ebenfalls ein !Nachgeben gegenüber Kräften, die sich sonst in diese Richtungen aufbauen könnten. Einer mäßigen thermischen Verformung der Gehäusebauteile kann durch diese Eigenschaften Rechnung getragen werden.

Die Schrauben 20 und 22 durchdringen die Löcher 24 bzw. 26 des Jochs 14. Vorzugsweise sind die Löcher 24 und 26 mit einem Gewinde versehen, so daß die Schrauben in diesen Löchern festgehalten werden. Das Lagerteil 28, das im allgemeinen eine nach oben konkave (right circular) zylindrische Oberfläche 29 hat, ruht auf dem Joch 14, wobei die Schrauben 20 und 22 die Löcher 30 bzw. 32, die in der Nähe der gegenüberliegenden Enden angeordnet sind, durchdringen. Es ist vorzuziehen, daß die Löcher 30 und 32 größer sind als die Schrauben, die sie durchdringen, so daß sie eine lockere Passung haben und ein gewisses Spiel bleibt. Es ist ebenfalls vorzuziehen, daß das Lagerteil 28 aus einem nachgiebigen Material besteht, wie beispielsweise vernickeltem Messing.

Der Haltebügel 34 ist oberhalb des Lagerteils 28 angeordnet, wobei die Schrauben 20 und 22 lose in dem Loch 36 bzw· der öffnung 38 stecken, die nahe den gegenüberliegenden Enden des Haltebügels angeordnet sind. Die Öffnung 38

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ist erheblich größer als der Durchmesser der Schraube 22, so daß der Haltebügel nicht an der Schraube 22 hängenbleibt, wenn er, wie im folgenden beschrieben, zusammengepresst wird. Die Öffnung 38 kann zweckmäßigerweise die Form eines Schlitzes haben. Die Längsachse eines derartigen Schlitzes und die Achse der im allgemeinen nach oben konkaven zylindrischen Oberfläche 29 des Lagerteils 28 sind vorzugsweise so angeordnet, daß, wenn beide auf eine zweidimensionale Darstellung projeziert werden, ihre Projektionen sich unter rechten Winkeln schneiden. Der Haltebügel nach der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform hat einen Absatz 39.

Das Joch 14, das Lagerteil 28 und der Haltebügel 34 werden von der Mutter 40, die auf der Schraube 20 sitzt, und von der Mutter 42, die auf der Schraube 22 sitzt, an ihrem Platz gehalten. Die Mutter 40 wirkt mit der Schraube 20 zusammen, um das Joch 14, das Lagerteil 28 und den Haltebügel 34 nahe ihren jeweiligen Enden zusammenzuhalten und um, unter zusätzlicher Mitwirkung des Absatzes 39, den Haltebügel 14 und die im allgemeinen nach oben konkave zylindrische Oberfläche 29 des Lagerteils 28 auseinanderzuhalten. Die Mutter 42 kann entlang der Achse der Schraube 22 bewegt werden, um den Haltebügel 34 und die im allgemeinen nach oben konkave zylindrische Oberfläche 29 näher zusammenzubringen. Die Muttern 40 und 42 können normale Sechskant-Muttern, Vierkant-Muttern, Flügel-Muttern oder ähnliche derartige Muttern sein, aber es ist vorzuziehen, daß es Anschlußklemmen-Muttern (binding post nuts) sind.

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Elektrische Energie kann zweckdienlich dem ßefestigungshalter zugeführt werden, indem man einen Leiter, wie beispielsweise einen Kupferdraht, der von einer Quelle elektrischer Energie kommt, mit der Schraube 20 verbindet, bevor man die Mutter 40 festzieht*

Lampenhalterungen nach dieser Erfindung sich insbesondere nützlich, um ultraviolettes Licht aussendende Lampen zu halten, die zylindrische iJefestigungsansätze haben, durch die der elektrische Strom an die im Innern enthaltenen Elektroden geleitet wird. .Beispiele solcher Lampen wurden oben aufgeführt. Ein Beispiel einer solchen Lampe ist die Lampe 50, von der ein Teil in den Zeichnungen dargestellt ist, mit einem Kolben 52, der gewöhnlich aus geschmolzenem Quarz besteht. Der Schaft 54 hat im allgemeinen einen Quarzkörper mit einem metallischen Leiter (,nicht dargestellt), der der Länge .nach durch den Schaft führt, um den elektrischen Strom zu einer Elektrode (nicht dargestellt) im Kolben 52 zu bringen. Der Leiter steht ebenfalls in elektrischem Kontakt mit dem zylindrischen ßefestigungsansatz 56. Ein kleinerer zylindrischer ßefestigungsansatz 58 ist oft am Ende des zylindrischen Befestigungsansatzes 56 zu finden. Die Figuren 5 und 6 zeigen einen Lampenhalter, der ein Ende einer Lampe des soeben beschriebenen Typs hält.

Nimmt man insbesondere Bezug auf Fig. 6, so kann man sehen, daß es Berührungsflächen zwischen dem zylindrischen ßefestigungsansatz 56 einerseits und dem Lagerteil 28 und dam Haltebügel 34 andererseits gibt. Der Kontakt wird verbessert, wenn

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das Lagerteil 28, der Haltebügel 34 oder beide aus einem nachgiebigen Metall hergestellt sind, das sich geringfügig verformt unter einem Anpreßdruck, der von den Schrauben 40 und 42 erzeugt wird, wenn sie auf den Schrauben 20 bzw. 22 abwärts geschraubt werden. Vernickeltes Messing ist ein besonders bevorzugtes Material, Die Verformung kann elastisch oder nicht elastisch sein, die erstere ist allerdings vorzuziehen. Wenn der zylindrische ßefestigungsansatz 56 einen Durchmesser von ungefähr 13 mm (1/2 inch) und eine Länge von ungefähr 16 mm (5/8 inch) hat, werden das Lagerteil 28 und der Haltebügel 34 vorteilhafterweise aus vernickeltem Messingblech von ungefähr 0,8 mm (1/32 inch) Stärke konstruiert. Das Joch 14 ist normalerweise aus festerem Material, wie beispielsweise Stahl oder vernickeltem Messing von einer Stärke von ungefähr2,4 mm(3/32 inch),hergestellt.

Praktisch wird der zylindrische Befestigungsansatz 56 in das Lagerteil 28 eingelegt und die Mutter 40 von Hand angezogen. Die Mutter 42 wird soweit angezogen, daß guter elektrischer Kontakt der Teile hergestellt wird. Vorzugsweise wird die Mutter 42 so angezogen, daß sich der zylindrische Befestigungsansatz 56 zwischen dem Lagerteil 28 und dem Haltebügel 34 um seine Achse drehen kann, wenn ein mäßiges Drehmoment ausgeübt wird, so daß dadurch der Torsionsspannung nachgegeben wird. Wenn die Torsionsbelastung verhältnismäßig gering oder von zweitrangiger Bedeutung ist, kann noch besserer elektrischer Kontakt erreicht werden, wenn man die Mutter 42 weiter anzieht. Man

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kann dann beobachten, daß bei zunehmender Anzugskraft der Haltebügel ein Bestreben zeigt, sich um den zylindrischen Befestigungsansatz zu biegen und der Lagerteil bestrebt ist, sich so zu verformen, daß er mit dem Befestigungsansatz in engeren Kontakt kommt. Beide Erscheinungen führen zu einer Vergrößerung der Berührungsfläche und au einer Verringerung des Widerstandes an diesen Punkten.

Ein weiterer Vorteil, der sich aus der Benutzung des Lampenhalters nach der vorliegenden Erfindung ergibt, ist die Wärmeabfuhr. Durch den Befestigungshalter, der in Kontakt mit dem zylindrischen Befestigungsansatz der Lampe steht, ergibt sich eine erheblich größere Oberfläche, von der die Wärme abgeführt werden kann. In dieser Beziehung ist es besonders wirkungsvoll, wenn das Joch, das Lagerteil und der Haltebügel alle aus Metallblech hergestellt sind.

Es ist vorzuziehen, daß die Lampenhalter nach dieser Erfindung benutzt werden, um die Lampen an ihren beiden Enden zu halten, doch ist dies keine Notwendigkeit. Es kann beispielsweise wünschenswert sein, den Schlitz 16 des einen Lampenhalters durch ein Loch zu ersetzen, so daß die gesamte longitudinale Spannung abgelassen wird durch eine Bewegung im Schlitz 16 des Lampenhalters am gegenüberliegenden Ende der Lampe. Obwohl die obige Beschreibung besonders auf Vorrichtungen zum Behandlen von Überzügen im ultravioletten Licht Bezug-nimmt, hat der Lampenbefestigungshalter der vorliegenden Erfindung einen allgemeinen Anwendungsbereich und kann

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für vielerlei Zwecke nützlich sein. Beispielsweise können die Lampenhalter benutzt werden, um Lampen an ihren Schäften aus geschmolzenem Quarz zu halten, während andere Anschluß? klemmen, die die elektrische Energie zuführen, an den Lampenbefestigungsansätzen angebracht sind. JBei Verwendung dieser Ausführungsform wird gewöhnlich Asbesttuch oder ein anderes wärmebeständiges geschmeidiges Material um den Schaft gewickelt ·

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   penhalterung, gekennzeichnet durch

   a) einen Sockel (.I)J

   b) elektrisch-leitende Anpreßmittel (28, 34) zum Halten von Teilen der zylindrischen Oberfläche des elektrischleitenden zylindrischen liefest lgungsansatzes (56) einer Lampe (50); und

   c) Mittel (8, 12, 14, 18), um die elektrisch-leitenden Anpreßmittel (28, 34) an dem Sockel (1) so zu befestigen, daß sie sich relativ zu dem Sockel (1) in einer Richtung parallel zur Achse des elektrisch-leitenden zylindrischen ßefestlgungsansatzes (56) frei bewegen können.

   2c Lampenhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (1) elektrischisolierend ist.

   3. Lampenhalterung, gekennzeichnet durch

   a) einen Sockel (1),

   b) ein verschiebbar auf dem Sockel (1) befestigtes Joch (14),

   c) ein an dem Joch (14) befestigtes Lagerteil (28) mit einer im allgemeinen nach oben konkaven zylindrischen Oberfläche (29), wobei die Achse der im allgemeinen

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   zylindrischen Oberfläche (.29) gewöhnlich parallel verläuft zu der Richtung, in der das Joch (.14) sich bezüglich des Sockels (1) frei bewegen kann;

   d) einen Haltebügel (34), der an dem Lagerteil (28) und dem Joch (14) befestigt und mit Abstand von der im allgemeinen nach oben konkaven zylindrischen Oberfläche (29) des Lagerteils (28) angeordnet ist; und

   e) Mittel, um den Haltebügel (34) und die im allgemeinen nach oben konkave Oberfläche (29) näher zusammen zu bringen,

   4. Lampenhalterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (1) elektrischisolierend ist·

   5. Lampenhalterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerteil (28) elektrischleitend ist.

   6. Lampenhalterung nach Anspruch 3, dadurch gekennze ichnet, daß der Haltebügel (34) elektrisch leitend ist.

   7. Lampenhalterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerteil (28) nachgiebig ist.

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   8. Lampenhalterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltebügel (34) nachgiebig ist.

   9. Lampenhalterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltebügel (34) einen Absatz hat.

   10. Lampenhalterung, gekennzeichnet durch

   a) einen elektrisch-isolierenden Sockel (1) mit einem Loch (4);

   b) eine erste Schraube (8), die das Loch (4) in dem Sockel (1) durchdringt, und die von einer ersten Mutter (12) festgehalten wird, die auf der ersten Schraube (8) sitzt;

   c) einem Joch (14) mit einem Schlitz (16) und zwei mit einem Gewinde versehenen Löchern (24, 26) in der Mähe der gegenüberliegenden Enden des Jochs (14), wobei die erste Schraube (8) den Schlitz (16) durchdringt ;

   d) eine gesicherte Mutter (18), die auf der ersten Schraube (8) sitzt, um das Joch (14) auf der ersten Schraube (8) zu halten und es möglich zu machen, daß das Joch (14) sich bezüglich des Sockels (1) frei in der Richtung der Längsachse des Schlitzes (16) bewegen kann;

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   e) eine zweite Schraube (.20), die in das erste Gewindeloch (24) des Jochs (.14) eingeschraubt ist;

   f) eine dritte Schraube (22), die in das zweite Gewindeloch (26) des Jochs (14) eingeschraubt ist;

   g) ein elektrisch-leitendes nachgiebiges Lagerteil (28) mit zwei Löchern (30, 32) in der Nähe seiner gegenüberliegenden Enden und mit einer im allgemeinen nach oben konkaven zylindrischen Oberfläche (29) zwischen den beiden Löchern (30, 32), wobei die zweite Schraube (20) das erste Loch (30) des Lagerteils (28) durchdringt, die dritte Schraube (22) das zweite Loch (32) des Lagerteils (28) durchdringt und die Achse der im allgemeinen nach oben konkaven zylindrischen Oberfläche (29) gewöhnlich der Längsachse des Schlitzes (16) in dem Joch (14) parallel läuft;

   h) einen elektrisch-leitenden nachgiebigen Haltebügel (34) mit einem Loch (36) an einem seiner Enden, einer Öffnung (38), die erheblich größer ist als der Durchmesser der dritten Schraube (22) an seinem anderen Ende und einem Absatz zwischen dem Loch (36) und der Öffnung (38), wobei die zweite Schraube (20) das Loch (36) in dem Haltebügel durchdringt und die dritte Schraube (22) die Öffnung (38) in dem Haltebügel durchdringt;

   i) eine zweite Mutter (40), die auf der zweiten Schraube (20) sitzt und mit ihr zusammenwirkt, um dadurch das Joch (14), das Lagerteil (28) und den Haltebügel (34) an ihren entsprechenden Enden zusammenzuhalten und um,

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   unter zusätzlicher Mitwirkung des Absatzes (39), den Haltebügel (.34) und die im allgemeinen nach oben konkave zylindrische Oberfläche (29) des Lagerteils (28) auseinanderzuhalten;

   und

   j) eine dritte Mutter (42), die auf der dritten Schraube (22) sitzt und sich entlang der Achse der dritten Schraube (22) bewegen kann, um den Haltebügel (34) und die im allgemein nach oben konkave zylindrische Oberfläche (29) des Lagerteils (28) gegenseitig näher zu bringen.

   11. Lampenhalterung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite und dritte Mutter (40, 42) Anschlußklemmen-Muttern sind.

   12. Lampenhalterung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerteil (28) und der Haltebügel (34) aus vernickeltem Messing bestehen.

   13. Lampenhalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in einer Vorrichtung zum Behandeln von Überzügen im ultravioletten Licht.

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