DE2809478A1

DE2809478A1 - Hochintensive entladungslampe

Info

Publication number: DE2809478A1
Application number: DE19782809478
Authority: DE
Inventors: John Petro
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1977-03-15
Filing date: 1978-03-04
Publication date: 1978-09-21
Also published as: BE864889A; NL7802635A; JPS5758024B2; US4186327A; JPS53115582A; GB1596217A

Description

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PATENTANWALT £~ " U 3 4 /Q

D-4OOO DÜSSELDORF I - SCHADOWPLATZ 9

Düsseldorf, 2. März 1978

47,017
7819

.Westinghause Electric Corporation
Pittsburgh, Pa«, V. St. A.

Hochintensive Entladungslampe

Die Erfindung betrifft eine hochintensive Entladungslampe.

In der US-Anmeldung 607 411 vom 25. August 1975 wird eine hochintensive Entladungslampe (HID-Lampe) offenbart, die eine oxidierbare Verbindung zwischen dem äußeren Schutzkolben und der Lichtbogenröhre aufweist, und die in Serie mit einer der Lampenelektroden angeschlossen ist. Bei normalen Lampenbetriebsbedingungen wird die Verbindung bis zum Glühen erhitzt. Wenn der äußere Kolben zufällig zerbricht, oxidiert die Verbindung schnell und unterbricht den das Lichtbogenrohr erregenden Schaltkreis und macht die Lampe dadurch unwirksam.

In der US-Anmeldung 649 775 vom 16. Januar 1976 sowie in der Vorgängeranmeldung vom 29. August 1975 mit der Nummer 609 138 wird eine HID-Lampe offenbart_f die einen federbelasteten Sicherheitsschalter aufweist, der zwischen der äußeren Schutzhülle und dem Lichtbogenrohr angeordnet und mit einer der Lampenelektroden in Serie geschaltet ist. Wenn die Lampe normal arbeitet, .verbleibt der Sicherheitsschalter in geschlossener Stellung, wenn jedoch die äußere Umhüllung zufällig zerbrochen wird_r öffnet der Schalter automatisch den Erregungsschaltkreis der Lampe

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Postscheck= «erlin west (BLZ !OOIQOIO) I32736-IQ9 · deutsche bank (BLZ 300 700 10) 6160253

und macht dadurch die Lampe unwirksam.

In der US-Patentanmeldung 651 306 vom 22. Januar 1976 wird eine HID-Lampe offenbart, die einen nachgiebigen Sicherheitsschalter aufweist, welcher nahe der inneren Oberfläche des Domteils des äußeren Schutzkolbens in Kontakt mit einem äußeren Ende eines nachgiebigen Blattfederteils des Lichtbogenrohrrahmens aufweist, um den Schalter in geschlossener Stellung zu halten, welcher in der gleichen Weise arbeitet, wie der Schalter der vorgenannten Patentanmeldung.

Es ist berichtet worden, daß hochintensive Entladungslampen (HID-Lampen), wie beispielsweise Hochdruckquecksilberdampflampen, ein Sicherheitsrisiko darstellen können, wenn die äußere Umhüllung zerbrochen wird und die Lampe weiterhin arbeitet, und zwar wegen der Erzeugung von kurzwelliger Ultraviolettstrahlung, die von dem Quarzlichtbogenrohr hindurchgelassen wird. Lampen, die durch eine Sicherung geschützt werden, sind allgemein bekannt, und eine Projektionslampe, die gesichert ist, um das Auftreten von gefährlich hohen Lichtbogenströmen zu verhindern, wird in der US-Patentschrift 2 859 381 beschrieben.

Hochintensive Entladungslampen sind auch bereits mit einem Glühfaden versehen worden, der zwischen einem Lichtbogenrohr und dem äußeren Kolben angeordnet ist und die Entladung belasten soll und auch einen geringen Anteil sichtbares Licht erzeugen soll. Der Zweck der Belastung des lichterzeugenden Glühfadens ist nicht der eines yerbindungs- oder Sicherheitsschalters, jedoch wird ein derartiger Glühfaden normalerweise oxidieren und versagen, insbesondere bei Lampenzündbedingungen, wenn der Außenkolben zerbrochen ist, da dies dazu führt, daß der Glühfaden mit Luft in Kontakt kommt. Natürlich verbraucht ein derartiger zusätzlicher Ballastglühfaden einen wesentlichen Anteil der gesamten von der Lampe verbrauchten Energie, wodurch der Betriebswirkungsgrad der Lampe vermindert wird.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine hGchintensive Entladungslampe zu schaffen, bei der auch im Falle des Zerbrechens der Schutzhülle Gefahren durch UV-Strahlung nicht auftreten, trotzdem aber der Wirkungsgrad der Lampe durch die Sicherheitseinrichtung nicht vermindert wird.

Die Erfindung wird gemäß dem Hauptanspruch gelöst, also durch eine hochintensive Entladungslampe, die aus einem länglichen strahlungsdurchlässigen Lichtbogenrohr besteht, das von einer lichtdvirchlässigen Schutzhülle umschlossen und gestützt wird, welche für kurzwellige UV-Strahlung undurchlässig ist. Das Lichtbogenrohr umschließt eine eine Entladung aufrechterhaltende Füllung und besitzt nahe ihrer Enden Elektroden, die mit elektrischen Zuführgliedern verbunden sind, die durch das Lichtbogenrohr abdichtend hindurchgeführt sind. Des weiteren sind elektrische Anpaßeinrichtungen an der äußeren Oberfläche der Schutzhülle angebracht, um den elektrischen Anschluß der Lampe an eine Quelle für elektrische Energie zu erleichtern. Die elektrischen Anpaßeinrichtungen sind mit den elektrischen Zuführgliedern mit elektrischen Leitungsverbxndungen elektrisch verbunden. Von besonderer Bedeutung ist ein dünnes streifenartiges Leitungsglied, das auf einem Teil der inneren Oberfläche der Schutzhülle befestigt und von dieser getragen wird und normalerweise bei jedem Bruch der Schutzhülle bricht, wobei das dünne streifenartige Leitungsglied ausreichend fragil ist, um zu zerbrechen und den elektrischen Leitungsweg zu unterbrechen, wenn der Teil der schützenden Hülle, auf der er sich befindet, zerbricht. Das streifenartige Leitungsglied ist mittels elektrischer Kontakteinrichtungen mit. der elektrischen Leitungseinrichtung in Serie geschaltet, wodurch beim Zerbrechen der Schutzhülle oder des Lampenkolbens das dünne streifenartige Leitungsglied zerbricht und den elektrischen Weg zwischen den elektrischen Anpaßeinrichtungen und den elektrischen Zuführgliedern unterbricht, um die Lampe unwirksam zu machen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist,

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Es zeigt?

Fig. 1 eine Seitenansicht zur Darstellung einer hochintensiven Entladungslampe mit einem dünnen streifenartigen Leitungsglied,, das sich peripher innerhalb des Domteils der Schutzhülle erstreckty

Fig. 2 eine Teilseitenansicht der Lampe der Fig» 1 zur Darstellung weiterer Einzelheiten der elektrischen Verbindungen zum streifenartigen Leiter;

Fig. 3 eine Teildraufsicht auf die Lampe der Fig- 2 zur Darstellung der Stellung des dünnen streifenartigen Leiters sowie weiterer Einzelheiten der elektrischen Leitungseinrichtungenj und

Fig. 4 eine Seitenansicht einer anderen Lampe, bei der das dünne streifenartige Leitungsglied sich innerhalb des Schutzkolbens in Längsrichtung erstreckt, mit daran angeschlossenen elektrischen Kontakteinrich·=· tungen.

In Fig» 1 ist eine hochintensive Entladungslampe 10 gezeigt, die aus einer länglichen, strahlungsdurchlässigen Quarzlichtbogenröhre 12 besteht, die gemäß dieser Ausführungsform gepreßte Endteile 14, 14a besitzt und in Längsrichtung innerhalb eines länglichen lichtdurchlässigen Schutzkolbens 16 angeordnet und gehalten wird,, Der dargestellte Kolben besitzt einen Halsteil und einen Domteil 20» Der Kolben 16 ist aus Glas gebildet, wie beispielsweise aus Borsilikatglas, das für sichtbare Strahlungen durchlässig, für die kurzwellige UV-Strahlung, die innerhalb des Lichtbogenrohres 12 erzeugt und durch dieses hindurchgelassen wird, undurchlässig ist» Gemäß herkömmlicher Praxis umschließt das Lichtbogenrohr eine eine Entladung aufrechterhaltende Füllung, wie beispielsweise eine kleine Menge Quecksilber und eine kleine Menge eines inerten Startgases, wie beispielsweise Argon mit einem Druck von 4 Torr„ Das Lichtbogenrohr be-

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sitzt Elektroden 24, 24a, die innerhalb des Lichtbogenrohres nahe deren Enden wirksam angeordnet sind, außerdem elektrische Zuführglieder 26, 26a, die durch das Lichtbogenrohr dicht hindurchgeführt sind und an den Elektroden angeschlossen sind. Eine Startelektrode 28 ist an einem Ende des Lichtbogenrohres angeordnet und durch das gepreßte Endteil 14a dicht hindurchgeführt und über einen starren Widerstand 30 mit der elektrischen Leitungseinrichtung 32 verbunden.

Elektrische Anpaßeinrichtungen 34, wie beispielsweise eine herkömmliche Schraubfassung, ist an der äußeren Oberfläche des Schutzkolbens angebracht, um den elektrischen Anschluß der Lampe 10 an eine Quelle für elektrische Energie zu erleichtern. Die elektrischen Anpaßeinrichtungen 34 verbinden die elektrischen Leitungseinrichtungen 32 mit den elektrischen Zuführgliedern 26, 26a. Die elektrischen Leitungseinrichtungen 32 umfassen gemäß der dargestellten Ausführungsform einen das Lichtbogenrohr stützenden Rahmen 36, der aus einem länglichen starren Metallstützglied 38 besteht, das innerhalb des Schutzkolbens 16 in Längsrichtung angeordnet ist und Endteile 40, 40a nahe dem Domteil des Schutzkolbens 16 aufweist. Nahe den Endteilen 40, 40a des starren Metallstützgliedes 38 sind flexible Blattfedermetallglieder 42, 42a befestigt, die sich seitlich weg erstrecken. Die Endteile 44, 44a der Blattfederglieder 42, 42a werden zur inneren Oberfläche des Domteils 20 des Schutzkolbens 16 durch die Nachgiebigkeit der Blattfederglieder gedrückt, um eine seitliche und etwas nachgiebige Stütze für das Lichtbogenrohr zu liefern. Die insoweit beschriebene Lampe und die Lichtbogenrohrabstützung sind im wesentlichen herkömmlich.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, siehe insbesondere die Fig. 1 bis 3, ist ein dünnes streifenartiges Leitungsglied 46 auf einem Teil der inneren Oberfläche des Schutzkolbens 16 befestigt und wird von diesem gehalten, der normalerweise bei jedem Zerbrechen des Schutzkolbens zerbrechen wird. Das dünne streifenartige Leitungsglied ist ausreichend zerbrechlich, um zu zerbrechen und den elektrischen Weg zu unter=

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brechen, wenn der Schutzkolbenteil, auf dem er getragen wird, zerbricht- Das dünne streifenartige Leitungsglied 46 kann aus irgendeinem gut leitenden Metall wie Silber hergestellt sein» Ein leitender Silberstreifen mit einer Beschichtung aus Siebpaste auf der einen Seite arbeitet gut» Elektrische Kontakteinrichtungen verbinden das dünne streifenartige Leitungsglied in Serie mit den elektrischen Leitungseinrichtungen 32, wodurch beim Zerbrechen des Schutzkolbens 16 das dünne streifenartige Leitungsglied 46 zerbricht und den elektrischen Weg zwischen der elektrischen Anpaßeinrichtung 34 und den elektrischen Zuführgliedern 26, 26a unterbricht, um dadurch die Lampe 10 unwirksam zu machen.

Wie in dieser Ausführungsform dargestellt ist, umfaßt die elektrische Kontakteinrichtung ein längliches Verbindungsglied 50, das an einem Ende mit einem Ende der Zuführglieder 26 verbunden ist, welches dem Domteil 20 des Schutzkolbens 16 am nächsten liegt. Wie in dieser Ausführungsform dargestellt ist, ist vorzugsweise ein Stützdraht 52 in das gepreßte Endteil 14 des Lichtbogenrohres 12 nahe dem Domteil des Schutzkolbens eingebettete Das Verbindungsglied 50 ist vorzugsweise an dem Stützdraht 52 für zusätzliche Festigkeit befestigt. Das Verbindungsglied 50 erstreckt sich im allgemeinen seitlich in Richtung auf die innere Oberfläche des Domteils 20„ Eine längliche nachgiebige Feder ist an einem Ende des Verbindungsgliedes 50 nächst der inneren Oberfläche des Kolbens 16 angebracht. Das nachgiebige Federglied 54 erstreckt sich zur inneren Oberfläche des Domteils und wird durch seine Nachgiebigkeit mit derselben in Kontakt gedrückt. Das dünne streifenartige Leitungsglied 46, wie es in diesen Ausführungsformen gezeigt wird, erstreckt sich innerhalb des Domteils 20 des Schutzkolbens 16 in peripherer Richtung. Das dünne Leitungsglied ist derart angeordnet, daß es das nachgiebige Federglied 54 sowie eines der Blattfederglieder 40 berührt. Somit gibt es eine elektrische Verbindung von der Fassung 34 bis zur oberen Elektrode 24 über den Rahmen 36, die Blattfeder 40, das streifenartige Glied 46, die Feder 54 und das Verbindungsglied 50. Beim Zerbrechen des Kolbens 16 bricht das

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dünne streifenartige Glied 46 und schneidet die Leistung vom Lichtbogenrohr 12 ab.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in Fig. 4 dargestellt ist, erstreckt sich das dünne streifenartige Leitungsglied in Längsrichtung innerhalb des Kolbens 16. Die elektrischen Kontakteinrichtungen, wie sie bei dieser Ausführungsform dargestellt sind, umfassen nachgiebige Federeinrichtungen, die aus ersten, zweiten und dritten Federgliedern 58, 60 und 62 bestehen. Das erste Federglied 58 ist an dem Stützrahmen 36 nahe dem Halsteil 18 des Schutzkolbens 16 angebracht. Das erste Federglied 58 wird durch seine Nachgiebigkeit mit einem Endteil 56 des streifenartigen Leiters 46 und der inneren Kolbenoberfläche in elektrischen Kontakt gebracht. Das zweite nachgiebige Federglied 60 ist an dem Stützrahmen 36 nahe dem Halsteil 18 des Schutzkolbens 16 angebracht und erstreckt sich in Richtung auf die innere Oberfläche des Kolbens in seitlicher Richtung und wird durch seine Nachgiebigkeit mit der inneren Oberfläche des Kolbens an einem Punkt in Kontakt gebracht, der dem ersten nachgiebigen Federglied 58 entgegengesetzt liegt. Das dritte nachgiebige Federglied 62 ist an einem der Zuführglieder 26 und an dem Stützdraht 52 nahe dem Domteil 20 befestigt und erstreckt sich seitlich in Richtung auf die innere Oberfläche des Kolbens 16 und wird durch seine Nachgiebigkeit mit dem anderen Endteil 56a des streifenartigen Leitungsgliedes 46a und der inneren Oberfläche des Kolbens in Kontakt gebracht. Der streifenartige Leiter 46a ist so angeordnet, daß er mit dem Lichtbogenrohr in einem elektrischen Kreis liegt, wenn der Kolben intakt ist, dagegen die Lampe unwirksam macht, wenn der Kolben 16 zerbricht.

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Claims

drying. Ernst Stratmann

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.Düsseldorf, 2. März 1978

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Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Patentansprüche ;

Hochintensive Entladungslampe, die ein langgestrecktes strahlungsdurchlässiges Lichtbogenrohr enthält, die von einer lichtdurchlässigen Schutzhülle umschlossen und gehalten wird, welche gegenüber kurzwelliger ultraviolettstrahlung undurchlässig ist, wobei das Lichtbogenrohr eine eine Entladung aufrechterhaltende Füllung umschließt und Elektroden besitzt, die in dem Lichtbogenrohr nahe deren Enden wirksam angeordnet und mit den Elektroden verbunden sind, mit elektrischen Anpaßeinrichtungen, die an der äußeren Oberfläche der Schutzhülle befestigt sind, um den elektrischen Anschluß der Lampe an eine Quelle für elektrische Energie zu erleichtern, und mit elektrischen Leitungseinrichtungen, die die elektrischen Anpaßeinrichtungen mit den elektrische Zuführgliedern elektrisch verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe (10) außerdem ein dünnes streifenartiges Leitungsglied C46) besitzt, das auf einem Teil der inneren Oberfläche der Schutzhülle (16) angebracht und von dieser getragen wird, welches Leitungs" glied (46) normalerweise bei einem Bruch der schützenden Hülle (16) zerbricht und ausreichend zerbrechlich ist, um zu zerbrechen und den elektrischen Zusammenhang zu unterbrechen, wenn der schützende Hüllenteil (16), auf dem das streifenartige Leitungsglied (46) getragen wird, zerbrochen wird, und gekennzeichnet durch elektrische Kontakteinrich-

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tungen (42, 44, 54), die das streifenartige Leitungsglied (46) mit den elektrischen Leitungseinrichtungen (32) in Serie verbinden, wodurch beim Zerbrechen der schützenden Hülle (16) das dünne streifenartige Leitungsglied (46) bricht und den elektrischen Weg zwischen der elektrischen Anpaßeinrichtung (34) und den elektrischen Zuführgliedern (26) unterbricht, um die Lampe (10) unwirksam zu machen.
2. Hochintensive Entladungslampe, bestehend aus einem langgestreckten strahlungsdurchlässigen Lichtbogenrohr mit gepreßten Endtei4en, die in einer lichtdurchlässigen Schutzhülle gehalten und von dieser umschlossen wird, welche einen Halsteil und einen Domteil aufweist und gegenüber kurzwelliger Ultraviolettstrahlung undurchlässig ist, wobei das Lichtbogenrohr eine eine Entladung aufrechterhaltende Füllung umschließt und in sich nahe ihrer Enden Elektroden wirksam angeordnet aufweist und durch welche elektrische Zuführglieder abgedichtet hindurchgeführt und an den Elektroden angeschlossen sind, mit elektrischen Anpaßeinrichtungen, die an der äußeren Oberfläche der Schutzhülle befestigt sind, um den elektrischen Anschluß der Lampe an eine Quelle für elektrische Energie zu erleichtern, und mit elektrischen Leitungseinrichtungen, die die elektrischen Anpaßeinrichtungen mit den elektrischen Zuführgliedern elektrisch verbinden, wobei die elektrischen Leitungseinrichtungen einen das Lichtbogenrohr stützenden Rahmen aufweisen, der aus einem länglichen starren Metallstützglied besteht, das sich innerhalb der Schutzhülle erstreckt und Endteile aufweist, die nahe dem Domteil der Schutzhülle liegen, außerdem flexible blattfederartige Metallglieder, die nahe der Endteile des starren Metallstützgliedes befestigt sind und sich von diesem seitlich erstrecken, wobei die Endteile der Blattfederglieder in Richtung auf die innere Oberfläche des Domteils der Schutzhülle infolge der Nachgiebigkeit der Blattfederglieder gedrückt werden, um eine seitliche und etwas nachgiebige Stütze für das Lichtbogenrohr zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß

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die Lampe (1O) des weiteren ein dünnes streifenartiges Leitungsglied (46) aufweist, das auf eine» Teil der inneren Oberfläche der Schutzhülle C16) befestigt mud von dieser getragen wird und normalerweise bei irgendeine» Bruch der Schutzhülle (16) zerbricht, wobei das dünne streifemartige Leitungsglied (46) ausreichend brüchig ist, ras bei einem Bruch des Teils der Schutzhülle, auf des es getragen wird, zu zerbrechen und den elektrischen Verlauf zu unterbrechen, durch elektrische Xontakteinrichtungen (54), die das streifenartige Iieitungsglied (46a) mit den elektrischen Leitungseinrichtungen (32, 36) elektrisch -verbinden, wobei ein Brechen der Schutzhülle (16) das dünne streifenartige Lei— tungsglied (46) zerbricht und dem elektrischen Weg zwischen der elektrischen Änpaßeinrichtumg (34) und dem elektrischen Zuführgliedem (2S) unterbricht, um die Ixsmpe. (1©) rasdjksasa zu machen.

Lampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da© die elektrischen Kontakteinrichtungen {545 aus eimega langgestreckten Verbindungsglied (5O) bestehen, das am ein?« Ende sies einen der Zuführglieder C26) nächst dem Bauteil (2O) der Schutzhülle (16) angebracht ist und sich, im wesentlichen seitlich in Richtung auf die innere Oberfläche des Domteils (2O) erstreckt, daß ein langgestrecktes nachgiebiges Federglied (54) an einem Ende des Yerbimduiagsgliedes (5O) nächst der inneren Oberfläche der Mülle £16) befestigt ist und sich in Richtung auf die innere Oberfläche des Domteils (2O) erstreckt und durch seine Nachgiebigkeit mit dieser in Kontakt gehalten wird.

Lampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daS das dünne streifenartige !.eitungsglied {4€) sich peripher innerhalb des Bomteils (2O) der Schutzhülle i16) erstreckt, daß das dünne !»eitungsglied (46) so angeordnet ist_? daß es das nachgiebige Federglied (54) umd eines der Blatte federglieder (42) berührt, wodurch. beSaa Zerbrechen der Hülle (16) das dünne streifenartige Glied (46) zerbricht

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und die Leistung von dem Lichtbogenrohr (12) abschneidet.

5. Lampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dünne streifenartige Leitungsglied (46) sich innerhalb der Hülle (16) in Längsrichtung erstreckt.

6. Lampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Kontakteinrichtungen nachgiebige Federeinrichtungen umfassen, welche aus einem ersten Federglied (58), das an dem Stützrahmen (36) nahe dem Halsteil (18) der Schutzhülle (16) befestigt ist und durch seine Nachgiebigkeit in elektrischen Kontakt mit einem Endteil (56) des streifenartige Leiters (46a) und der inneren Oberfläche der Hülle (16) gedrückt wird, einem zweiten nachgiebigen Federglied (60), das an dem Stützrahmen (36) nahe dem Halsteil (18) der Schutzhülle (16) befestigt ist und sich in Richtung auf die innere Oberfläche der Hülle (16) seitlich erstreckt und durch seine Nachgiebigkeit in Kontakt mit der inneren Oberfläche der Hülle (16) an einem Punkt, der entgegengesetzt liegt zu dem ersten nachgiebigen Federglied (58), gedrückt wird, und einem dritten nachgiebigen Federglied (62) besteht, das an einem der Zuführglieder (26) nahe dem Domteil (20) befestigt ist und sich in Richtung auf die innere Oberfläche der Hülle (16) seitlich erstreckt und durch seine Nachgiebigkeit in elektrischen Kontakt mit dem anderen Endteil (56a) des streifenartigen Leiters (46a) und der inneren Oberfläche der Hülle (16) gedrückt wird, wobei der dünne streifenartige Leiter (46a) elektrisch leitend ist, wenn die Hülle (16) unzerbrochen ist, und elektrisch nichtleitend ist, wenn die Hülle (16) zerbricht.

7. Lampe nach einem der Ansprüche 2 bis 6_r dadurch gekennzeichnet, daß ein Stützdraht (52) im gepreßten Endteil (14) des Lichtbogenrohres (12) nahe dem Domteil (20) der Schutzhülle (16) eingebettet ist.

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8. Lampe nach. Anspruch 7, wenn dieser von Anspruch 3 abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Verbindungsglied (50) an dem Stützdraht (52) befestigt ist.

9. Lampe nach Anspruch 7, wenn dieser abhängig ist von Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte nachgiebige Federglied (62) ebenfalls an dem Stützdraht (52) befestigt ist.

Beschreibung;

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