EP0476461B1 - Einseitig gesockelte Hochdruck-Entladungslampe - Google Patents

Einseitig gesockelte Hochdruck-Entladungslampe Download PDF

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EP0476461B1
EP0476461B1 EP91115114A EP91115114A EP0476461B1 EP 0476461 B1 EP0476461 B1 EP 0476461B1 EP 91115114 A EP91115114 A EP 91115114A EP 91115114 A EP91115114 A EP 91115114A EP 0476461 B1 EP0476461 B1 EP 0476461B1
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EP
European Patent Office
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frame bracket
cap
pressure discharge
discharge lamp
bracket section
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EP91115114A
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Inventor
Wolfgang Greiler
Andreas Dr. Genz
Bernd Lewandowski
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Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/36—Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure discharge lamp with a base on one side, according to the preamble of protective claim 1.
  • Such single-ended high-pressure discharge lamps are metal halide discharge lamps with powers of approx. 500-2,500 watts and relatively high color temperatures, as are desired with light sources for film and television recordings.
  • These lamps require a frame that ensures a stable mounting of the discharge vessel in the outer bulb, so that a change in the axial position of the discharge vessel, e.g. caused by vibrations, is prevented.
  • the problem of the different thermal expansion of the different lamp parts must be taken into account.
  • High-pressure discharge lamps with a base on one side and a power consumption of approx. 500 - 2500 watts are available. These have a frame bracket with a crossbar running perpendicular to the lamp axis, which is welded to the power supply remote from the base, whereby the power supply remote from the base extends and extends beyond this welding point is fixed in the pump stem or a bulge of the outer bulb.
  • the high-pressure discharge lamps with higher power consumption (1200 - 2500 watts) have retaining rings or clamps, which are welded to the power supply remote from the base and the crossbeam and are clamped against the outer bulb wall.
  • the object of the invention is to provide a low-cost frame structure for high-pressure discharge lamps with a base on one side, which ensures exact centering and a vibration-proof mounting of the discharge vessel in the outer bulb.
  • the one-piece design of the frame bracket simplifies the frame structure.
  • the two bevels which are formed directly on the crossbar of the frame bracket, a spring and clamping effect is achieved against the outer bulb wall.
  • fluctuations in the inside diameter of the outer bulb or in the dimensions of the frame bracket of approx. 5% can be compensated for, and on the other hand damage caused by impact loads, such as occur during transport, can be avoided.
  • the arrangement of the crossbar, the bevels and the frame sections with the four contact points, which are symmetrical with respect to the longitudinal axis, has a particularly advantageous effect because the thermal expansion of the frame maintains the axial orientation of the discharge vessel.
  • the four points of contact of the frame bracket sections running perpendicular to the longitudinal axis and to the crossbeam not only enable an exact axial alignment of the discharge vessel, but also improve heat dissipation.
  • the frame bracket is rounded in the area of the four contact points.
  • the flattening in the area of the first frame bracket section and the third slope increases the elasticity of the frame.
  • FIG. 1 shows a high-pressure discharge lamp with a base on one side, in particular a 575 watt metal halide discharge lamp, with a frame structure according to the invention.
  • the outer bulb 1 has a longitudinal axis 2 and sticks with its pinch 3 in the lamp base 4.
  • a discharge vessel 5 made of quartz glass is arranged axially symmetrically, which is held by a frame bracket 6 and by a support wire 7.
  • the frame bracket 6 and the support wire 7 together form the frame of the lamp.
  • the discharge vessel 5 has a base-side 8 and a base-remote 9 end from which a base-side 10 and a base-remote 11 power supply protrude. Both power supply lines 10, 11 are electrically conductively connected to a contact pin 13 via the support wire 7 or the frame bracket 6 and via a molybdenum foil 12 which is melted into the pinch 3.
  • the frame bracket 6 has in the area of the base-side end 8 of the discharge vessel 5 a glass envelope 14 which is melted into the pinch 3 and serves to increase the dielectric strength.
  • FIG. 2 to 5 Details of the frame bracket 6 are shown in Figures 2 to 5. It has a crossbar 15 running perpendicular to the longitudinal axis 2, which is welded to the power supply 11 remote from the base. The length of this crossbar 15 is considerably smaller than the inside diameter of the outer bulb 1. At the ends of the crossbar 15 arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis 2, there are two bevels 16, 17, each with a straight line, orthogonal to the longitudinal axis 2 and Transverse bars 15 oriented frame bracket sections 20, 21 are clamped against the outer bulb wall at two contact points 18, 22, 19, 23.
  • the frame bracket section 20 is connected via a rounded knee 22 and a third slope 25 to the section 26 of the frame bracket 6 running parallel to the longitudinal axis 2.
  • the frame bracket is flattened in the area of the first frame bracket section 20 and the third slope 25 (FIG. 3).
  • the crossbeam 15, the first 16 and the second 17 slope and the first 20 and the second 21 frame bracket section are arranged in this first embodiment mirror-symmetrically to the plane which is aligned orthogonally to the crossbar 15 and contains the longitudinal axis 2 ( Figure 5).
  • the inner diameter of the outer bulb 1 is approximately 24 mm and the crossbar 15 has a length of approximately 16 mm.
  • the first 16 and the second 17 bevel are approximately 12 mm long and the two frame bracket sections 20, 21 have a length of approximately 11 mm.
  • a frame bracket 6 according to a second embodiment is shown in plan view.
  • the bevels 16 ', 17' and the frame bracket sections 20 ', 21' are not arranged mirror-symmetrically with respect to one plane, but they have an inversion symmetry with respect to an axis parallel to the longitudinal axis 2.
  • the views of the second exemplary embodiment corresponding to FIGS. 1 to 3 would not make any difference to the first exemplary embodiment, i.e. FIGS. 1 to 3 describe both the structure of the first and of the second exemplary embodiment.
  • the use of the frame structure described is not limited to the 575 watt high-pressure discharge lamp of the two disclosed exemplary embodiments.
  • the shape of the outer bulb can differ from the circular cylindrical shape.
  • the outer bulb can have an area with an enlarged diameter. This expanded area serves to accommodate the approximately spherical part of the discharge vessel.
  • the frame bracket adapts approximately in the expanded area to the contour of the outer bulb.

Landscapes

  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine einseitig gesockelte Hochdruck-Entladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
  • Insbesondere handelt es sich bei derartigen einseitig gesockelten Hochdruck-Entladungslampen um Metallhalogenid-Entladungslampen mit Leistungen von ca. 500 - 2500 Watt und relativ hohen Farbtemperaturen, wie sie bei Lichtquellen für Film- und Fernsehaufnahmen erwünscht sind. Diese Lampen benötigen ein Gestell, das eine stabile Halterung des Entladungsgefäßes im Außenkolben gewährleistet, so daß eine Veränderung der axialen Lage des Entladungsgefäßes, z.B. verursacht durch Erschütterungen, verhindert wird. Außerdem ist das Problem der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung der verschiedenen Lampenteile hierbei zu berücksichtigen.
  • In der DE-OS 30 06 846 werden diese Probleme dadurch gelöst, daß beide Enden des Entladungsgefäßes von einem Führungselement in Form einer Manschette aus einem Metallband umgeben sind, das jeweils mit der Halterung des Entladungsgefäßes verbunden ist. Das Entladungsgefäß wird in seiner axialen Lage geführt, so daß eine thermische Ausdehnung nur in axiale Richtung erfolgen kann und eine seitliche Ausdehnung, z.B. durch Stoß, vermieden wird.
    Allerdings erfordert diese Halterung des Entladungsgefäßes mit dem mehrteiligen Gestellaufbau einen recht aufwendigen Fertigungsprozeß.
  • Einseitig gesockelte Hochdruck-Entladungslampen mit einem einfacheren Gestellaufbau werden in der EP-OS 209 345 offenbart. Der Gestellbügel ist hier einteilig ausgeführt und nur in der Quetschung des Außenkolbens verankert. Einen gewissen zusätzlichen Halt wird dem Gestellbügel durch eine teilweise Umhüllung mit einem Glasrohr gewährt, das teilweise im Außenkolben eingeschmolzen ist. Diese Entladungsgefäßhalterung ist für Lampen mit relativ kleinen Abmessungen, z.B.Hochdruck-Entladungslampen mit einer Leistungsaufnahme bis ca. 100 Watt geeignet. Für Hochdruck-Entladungslampen höherer Leistungsstufen bietet dieser Gestellaufbau keine ausreichend stabile Halterung des Entladungsgefäßes.
  • Im Handel sind einseitig gesockelte Hochdruck-Entladungslampen mit einer Leistungsaufnahme von ca. 500 - 2500 Watt erhältlich, die einen Gestellbügel mit einem senkrecht zur Lampenachse verlaufenden Querbalken besitzen, der mit der sockelfernen Stromzuführung verschweißt ist, wobei die sockelferne Stromzuführung über diesen Schweißpunkt hinaus verlängert und im Pumpstengel bzw. einer Auswölbung des Außenkolbens fixiert ist. Zusätzlich weisen insbesondere die Hochdruck-Entladungslampen höherer Leistungsaufnahme (1200 - 2500 Watt) Halteringe oder Spannbügel auf, die mit der sockelfernen Stromzuführung und dem Querbalken verschweißt sind und klemmend an der Außenkolbenwandung anliegen.
  • Diese Lampen haben den Nachteil, daß die Befestigung der zusätzlichen Halteringe oder Spannbügel mehrere Arbeitsgänge erfordert und die Herstellungskosten des Gestells erhöhen, während bei Lampen ohne Halteringe bzw. Spannbügel die Erschütterungsfestigkeit nicht im gewünschten Maße gewährleistet ist.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, für einseitig gesockelte Hochdruck-Entladungslampen einen kostengünstigen Gestellaufbau bereitzustellen, der eine exakte Zentrierung und eine möglichst erschütterungssichere Halterung des Entladungsgefäßes im Außenkolben gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
  • Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß die einteilige Ausführung des Gestellbügels, den Gestellaufbau vereinfacht.
    Mit Hilfe der beiden Schrägen, die unmittelbar an den Querbalken des Gestellbügels angeformt sind, wird eine Feder- und Klemmwirkung gegen die Außenkolbenwandung erzielt. Dadurch können einerseits Schwankungen im Innendurchmesser des Außenkolbens bzw. in den Abmessungen des Gestellbügels von ca. 5 % ausgeglichen werden und andererseits Schäden durch Stoßbeanspruchungen, wie sie beim Transport auftreten, vermieden werden.
  • Außerdem wird aber auch die thermische Ausdehnung des Gestells durch die Schrägen und den teilweise schleifenartigen Verlauf des Gestellbügels ausgeglichen.
  • Besonders vorteilhaft wirkt sich hierbei die bzgl. der Längsachse symmetrische Anordnung des Querbalkens, der Schrägen und der Gestellabschnitte mit den vier Berührpunkten aus, weil dadurch bei der thermischen Ausdehnung des Gestells die axiale Ausrichtung des Entladungsgefäßes erhalten bleibt.
    Die vier Berührpunkte der senkrecht zur Längsachse und zum Querbalken verlaufenden Gestellbügelabschnitte ermöglichen nicht nur eine exakte axiale Ausrichtung des Entladungsgefäßes, sondern verbessern auch die Wärmeableitung.
    Um ein Verkratzen des Außenkolbens zu vermeiden, ist der Gestellbügel im Bereich der vier Berührpunkte abgerundet. Die Anflachung im Bereich des ersten Gestellbügelabschnitts, und der dritten Schräge erhöht die Elastizität des Gestells.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine erfindungsgemäße einseitig gesockelte Hochdruck-Entladungslampe, teilweise geschnitten
    Figur 2
    eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Gestellaufbaus mit einem Entladungsgefäß
    Figur 3
    der Gestellbügel nach Figur 2 in einer Seitenansicht, die gegenüber der der Figur 2 um 90° bzgl. der Längsachse gedreht ist
    Figur 4
    der Gestellbügel nach Figur 3 in einer Seitenansicht, die gegenüber der Figur 3 um 180° bzgl. der Längsachse gedreht ist
    Figur 5
    eine Draufsicht auf das Gestell aus den Figuren 1 bis 4
    Figur 6
    eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Gestell nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • In Figur 1 ist eine einseitig gesockelte Hochdruck-Entladungslampe, insbesondere eine 575 Watt Metallhalogenid-Entladungslampe, mit einem erfindungsgemäßen Gestellaufbau dargestellt.
  • Der Außenkolben 1 besitzt eine Längsachse 2 und stekt mit seiner Quetschung 3 im Lampensockel 4. Innerhalb des Außenkolbens 1 ist ein Entladungsgefäß 5 aus Quarzglas axialsymmetrisch angeordnet, das von einem Gestellbügel 6 und von einem Stützdraht 7 gehaltert wird. Der Gestellbügel 6 und der Stützdraht 7 bilden zusammen das Gestell der Lampe. Das Entladungsgefäß 5 besitzt ein sockelseitiges 8 und ein sockelfernes 9 Ende aus denen eine sockelseitige 10 bzw. eine sockelferne 11 Stromzuführung herausragen. Beide Stromzuführungen 10,11 sind über den Stützdraht 7 bzw. den Gestellbügel 6 und über je eine in der Quetschung 3 eingeschmolzene Molybdänfolie 12 elektrisch leitend mit einem Kontaktstift 13 verbunden.
    Der Gestellbügel 6 weist im Bereich des sockelseitigen Endes 8 des Entladungsgefäßes 5 eine Glasumhüllung 14 auf, die in der Quetschung 3 eingeschmolzen ist und zur Erhöhung der elektrischen Durchschlagsfestigkeit dient.
  • Einzelheiten des Gestellbügels 6 sind in den Figuren 2 bis 5 dargestellt. Er besitzt einen senkrecht zur Längsachse 2 verlaufenden Querbalken 15, der mit der sockelfernen Stromzuführung 11 verschweißt ist. Die Länge dieses Querbalkens 15 ist erheblich kleiner als der Innendurchmesser des Außenkolbens 1. An die symmetrisch bzgl. der Längsachse 2 angeordneten Enden des Querbalkens 15 schließen sich zwei Schrägen 16,17 an, die jeweils mit einem geradlinig verlaufendem, orthogonal zur Längsachse 2 und zum Querbalken 15 orientierten Gestellbügelabschnitte 20,21 in je zwei Berührpunkten 18,22,19,23 klemmend an der Außenkolbenwandung anliegen. Um ein Verkratzen des Außenkolbens 1 zu vermeiden, sind alle Berührpunkte 18,19,22,23 als abgerundete Ecken ausgeführt und das freie Ende des Gestellbügels 6 wird vom Fortsatz 24 gebildet, der aus demselben Grund von der Außenkolbenwandung weggerichtet ist.
    Der Gestellbügelabschnitt 20 ist über ein abgerundetes Knie 22 und eine dritte Schräge 25 mit dem parallel zur Längsachse 2 verlaufenden Abschnitt 26 des Gestellbügels 6 verbunden. Im Bereich des ersten Gestellbügelabschnittes 20 und der dritten Schräge 25 ist der Gestellbügel angeflacht (Figur 3).
    Der Querbalken 15, die erste 16 und die zweite 17 Schräge sowie der erste 20 und der zweite 21 Gestellbügelabschnitt sind bei diesem ersten Ausführungsbeispiel spiegelsymmetrisch zu der Ebene angeordnet, die orthogonal zum Querbalken 15 ausgerichtet ist und die Längsachse 2 enthält (Figur 5).
    Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Innendurchmesser des Außenkolbens 1 ca. 24 mm und der Querbalken 15 hat eine Länge von ungefähr 16 mm.
  • Die erste 16 und die zweite 17 Schräge sind ca. 12 mm lang und die beiden Gestellbügelabschnitte 20,21 weisen eine Länge von ca. 11 mm auf.
  • In Figur 6 ist ein Gestellbügel 6 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel in Draufsicht dargestellt. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Schrägen 16′,17′ und die Gestellbügelabschnitte 20′, 21′ nicht spiegelsymmetrisch bzgl. einer Ebene angeordnet, sondern sie weisen eine Inversionssymmetrie bzgl. einer zur Längsachse 2 parallelen Achse auf. Die den Figuren 1 bis 3 entsprechenden Ansichten des zweiten Ausführungsbeispieles würden allerdings keinen Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ergeben, d.h., die Figuren 1 bis 3 beschreiben sowohl den Aufbau des ersten wie auch des zweiten Ausführungsbeispiels.
  • Die Verwendung des beschriebenen Gestellaufbaus ist nicht auf die 575 Watt Hochdruck-Entladungslampe der beiden offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt. Außerdem kann die Form des Außenkolbens von der kreiszylindrichen Form abweichen. Insbesondere kann der Außenkolben einen Bereich mit einem erweiterten Durchmesser aufweisen. Dieser erweiterte Bereich dient zur Aufnahme des annähernd kugelförmigen Teils des Entladungsgefäßes. Der Gestellbügel paßt sich im erweiterten Bereich in etwa der Kontur des Außenkolbens an.

Claims (11)

  1. Einseitig gesockelte Hochdruck-Entladungslampe mit
    - einem lichtdurchlässigen Außenkolben (1) mit einer Längsachse (2),
    - einem innerhalb des Außenkolbens (1) axial angeordneten Entladungsgefäß (5), das ein sockelseitiges (8) und ein sockelfernes (9) Ende aufweist, aus denen eine sockelnahe (10) bzw. eine sockelferne (11) Stromzuführung herausgeführt sind,
    - einem Gestell, das zur Halterung des Entladungsgefäßes (5) dient und das aus einem mit der sockelnahen Stromzuführung (10) verbundenen Stützdraht (7) und aus einem mit der sockelfernen Stromzuführung (11) verschweißten Gestellbügel (6) besteht, wobei der Stützdraht (7) und der Gestellbügel (6) in sockelnähe im Außenkolben (1) eingeschmolzen sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Gestellbügel (6)
    - einteilig ist,
    - einen senkrecht zur Längsachse (2) orientierten Querbalken (15) besitzt, dessen Länge erheblich kleiner als der Innendurchmesser des Außenkolbens (1) ist und der mit der sockelfernen Stromzuführung (11) verschweißt ist,
    - einen ersten (20;20′) und einen zweiten (21;21′) senkrecht zur Längsachse (2) und senkrecht zum Querbalken (15) verlaufenden Gestellbügelabschnitt aufweist, die aufeinander gegenüberliegenden Seiten des Entladungsgefäßes (5) angeordnet sind, wobei die Gestellbügelabschnitte (20,21;20′,21′) insgesamt vier Berührpunkte (18,19,22,23;18′,19′,22′,23′) mit der Wandung des Außenkolbens (1) besitzen, in denen der Gestellbügel (6) klemmend am Außenkolben (1) anliegt,
    - eine erste (16;16′) und eine zweite (17;17′) Schräge aufweist, die den ersten (20;20′) bzw. den zweiten (21;21′) Gestellbügelabschnitt mit dem Querbalken (15) verbinden.
  2. Einseitig gesockelte Hochdruck-Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Berührpunkte (18,19,22,23;18′,19′,22′,23′) in einer Ebene senkrecht zur Längsachse (2) liegen.
  3. Einseitig gesockelte Hochdruck-Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Berührpunkte (18,19,22,23;18′,19′,22′,23′) als abgerundete Ecken des Gestellbügels (6) ausgebildet sind, die klemmend an der Außenkolbenwandung anliegen.
  4. Einseitig gesockelte Hochdruck-Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (20; 20′) und zweite (21;21′) Gestellbügelabschnitt, die erste (16;16′) und zweite (17,17′) Schräge sowie der Querbalken (15) symmetrisch angeordnet sind.
  5. Einseitig gesockelte Hochdruck-Entladungslampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (20;20′) und zweite (21;21′) Gestellbügelabschnitt, die erste (16;16′) und zweite (17;17′) Schräge und der Querbalken (15) spiegelsymmetrisch bzgl. der Ebene angeordnet sind, die die Längsachse (2) enthält und orthogonal zum Querbalken (15) ausgerichtet ist.
  6. Einseitig gesockelte Hochdruck-Entladungslampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (20;20′) und zweite (21;21′) Gestellbügelabschnitt (20;21′), die erste (16;16′) und zweite (17;17′) Schrägen sowie der Querbalken (15) bzgl. einer zur Längsachse (2) parallelen Achse inversionssymmetrisch angeordnet sind.
  7. Einseitig gesockelte Hochdruck-Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (20;20′) und zweite (21;21′) Gestellbügelabschnitt geradlinig verlaufen.
  8. Einseitig gesockelte Hochdruck-Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestellbügelabschnitte (20,21;20′,21′) und der Querbalken (15) in verschiedenen, zur Längsachse (2) senkrechten Ebenen angeordnet sind.
  9. Einseitig gesockelte Hochdruck-Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Gestellbügelabschnitt (21;21′), einen Fortsatz (24;24′) besitzt, der von der Wandung des Außenkolbens (1) weggerichtet ist.
  10. Einseitig gesockelte Hochdruck-Entladungslampe nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gestellbügelabschnitt (20;20′) über ein abgerundetes Knie (22;22′) und eine dritte Schräge (25) mit einem parallel zur Längsachse (2) verlaufenden Abschnitt (26) des Gestellbügels (6) verbunden ist.
  11. Einseitig gesockelte Hochdruck-Entladungslampe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gestellbügel (6) im Bereich des ersten Gestellbügelabschnittes (20;20′) un der dritten Schräge (25) angeflacht ist.
EP91115114A 1990-09-19 1991-09-06 Einseitig gesockelte Hochdruck-Entladungslampe Expired - Lifetime EP0476461B1 (de)

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EP0476461A1 EP0476461A1 (de) 1992-03-25
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