EP2062285A2 - Discharge lamp comprising a discharge vessel and an electrode frame - Google Patents

Discharge lamp comprising a discharge vessel and an electrode frame

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EP2062285A2
EP2062285A2 EP07847113A EP07847113A EP2062285A2 EP 2062285 A2 EP2062285 A2 EP 2062285A2 EP 07847113 A EP07847113 A EP 07847113A EP 07847113 A EP07847113 A EP 07847113A EP 2062285 A2 EP2062285 A2 EP 2062285A2
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EP
European Patent Office
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glass
discharge lamp
discharge
end region
glass bead
Prior art date
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EP07847113A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Noll
Alfred Langer
Klaus Pankratz
Gerald Hämmer
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Osram GmbH
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Osram GmbH
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    • 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
    • H01J61/366—Seals for leading-in conductors

Definitions

  • the invention relates to a discharge lamp with a discharge vessel and an electrode frame with a lamp filament, which electrode frame extends at least partially into the discharge vessel and electrode holders are connected to a glass bead.
  • a low-pressure discharge lamp in which an electrode frame extends through an end region of a discharge vessel into the discharge space. Electrode holders of the electrode frame are sealed gas-tight at an end region of the discharge vessel and a glass bead, which is located within the discharge vessel, is arranged between the electrode holders.
  • a similarly constructed low-pressure discharge lamp 1 is shown in Fig. 1, which has a discharge vessel 2, in which an electrode frame 3 extends in regions. In the end region 21, in which the discharge vessel 2 is squeezed, electrode holders 31 and 32 of the electrode frame 3 are sealed in a gastight manner. At a front end of the electrode frame 3, a lamp filament 33 is arranged as an electrode. Set back to this lamp filament 33, a glass bead 34 is mounted within the discharge vessel 2, which is between the two electrode holders 31st and 32 extends. In addition, a material region 35 made of TiH 2 is formed on the side of this glass bead 34 facing the end region 21.
  • a discharge lamp according to the invention comprises a discharge vessel and an electrode frame on which a lamp filament is arranged as an electrode.
  • the electrode frame extends in regions into the discharge vessel and electrode holders of this electrode frame are connected to a glass bead.
  • the glass bead serves to increase the stability of the electrode frame.
  • the tightness at this end region can also be increased, since the tightness between glass-glass transitions is better than between glass and electrode holders.
  • the glass bead is completely sealed in the end region.
  • the tightness in the end region can be further improved.
  • the electrode frame Due to the at least partially melting of the glass bead in the end region, the electrode frame can also protrude into the discharge space of the discharge vessel with a shortened length compared to the prior art. As a result, the discharge space of the discharge lamella can be increased and / or the overall length of the lamp can be reduced.
  • the glass material of the end region is preferably different from the glass material of the glass bead. In the end area then two different glass materials are melted.
  • the thermal expansion coefficients of the two glass materials are different, such that, when temperature gradients occur in the region of the two glass materials, mechanical stresses occur. leading to a crack in the crimped area or in an end region of the discharge vessel.
  • Such glass pairing in a lamp area where high temperature gradients may occur provides a backup that prevents further destruction of components of the system.
  • the glass material of the end region is equal to the glass material of the glass bead.
  • the tightness in the meltdown can be made particularly favorable.
  • soft glass is used here as the glass material.
  • the height of the end portion is less than twice the maximum height of the glass bead.
  • the discharge lamp can be formed by this configuration.
  • the invention also makes it easier to process the glass material of the glass bead.
  • cost advantages through the use of cheaper material, especially cheaper glass material can be achieved.
  • Figure 1 is a schematic representation of a portion of a known from the prior art discharge lamp.
  • Fig. 2 is a schematic representation of a portion of a discharge lamp according to the invention.
  • a discharge lamp 1 designed as a low-pressure discharge lamp comprises a tubular discharge vessel 2 with a lower end region 21, which is formed squashed.
  • An electrode frame 3 extends partially into the discharge vessel 2 and comprises two wire-shaped electrode holders 31 and 32.
  • a lamp coil 33 is arranged on a front end of these two electrode holders 31 and 32 arranged in the discharge vessel 2 as an electrode.
  • a glass bead 34 extends between the two electrode holders 31 and 32 and, in the exemplary embodiment, is completely squeezed into the end region 21.
  • the glass material of the end region 21 differs in the embodiment of the glass material of the glass bead 34.
  • the two glass materials are formed so that their thermal expansion coefficients are so different are that when temperature gradients occur in a temperature range with, for example, local temperatures between 250 0 C and 500 0 C, the different expansion leads to a crack in the end region 21.
  • the melting of the electrode holders 31 and 32 into the glass bead 34 is vacuum-tight.
  • the height d3 of the crimped end region 21 can also be reduced in comparison to the height d4 of the end region 21 in the prior art according to FIG.
  • the height h3 is 1.5 times the approximately centrally formed maximum height of the cross-sectionally oval glass bead 34.
  • the electrode frame 3 extends less far into the discharge vessel 2 by a height d2 than is required by the electrode frame 3 in the known discharge lamp according to FIG.

Landscapes

  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

The invention relates to a discharge lamp comprising a discharge vessel (2) and an electrode frame (3) which is provided with a lamp coil (33) and at least some sections of which extend into the discharge vessel (2). Electrode holders (31, 32) are connected to a glass bead (34), at least some areas of which are sealed into an end region (21) of the discharge vessel (2).

Description

Beschreibung description
Entladungslampe mit einem Entladungsgefäß und einem E- lektrodengesteilDischarge lamp with a discharge vessel and a E- lektrodengesteil
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft eine Entladungslampe mit einem Entladungsgefäß und einem Elektrodengestell mit einer Lampenwendel, welches Elektrodengestell sich zumindest bereichsweise in das Entladungsgefäß erstreckt und Elekt- rodenhalterungen mit einer Glasperle verbunden sind.The invention relates to a discharge lamp with a discharge vessel and an electrode frame with a lamp filament, which electrode frame extends at least partially into the discharge vessel and electrode holders are connected to a glass bead.
Stand der TechnikState of the art
Aus der DE 10 2004 004 655 Al ist eine Niederdruckentladungslampe bekannt, bei der sich durch einen Endbereich eines Entladungsgefäßes ein Elektrodengestell in den Entladungsraum erstreckt. Elektrodenhalterungen des Elektrodengestells sind an einem Endbereich des Entladungsgefäßes gasdicht eingeschmolzen und eine Glasperle, welche sich innerhalb des Entladungsgefäßes befindet, ist zwi- sehen den Elektrodenhalterungen angeordnet.From DE 10 2004 004 655 A1, a low-pressure discharge lamp is known in which an electrode frame extends through an end region of a discharge vessel into the discharge space. Electrode holders of the electrode frame are sealed gas-tight at an end region of the discharge vessel and a glass bead, which is located within the discharge vessel, is arranged between the electrode holders.
Darüber hinaus ist in Fig. 1 eine ähnlich aufgebaute Niederdruckentladungslampe 1 gezeigt, welche ein Entladungsgefäß 2 aufweist, in welches sich ein Elektrodengestell 3 bereichsweise erstreckt. Im Endbereich 21, in dem das Entladungsgefäß 2 gequetscht ist, sind Elektrodenhalterungen 31 und 32 des Elektrodengestells 3 gasdicht eingeschmolzen. An einem vorderen Ende des Elektrodengestells 3 ist eine Lampenwendel 33 als Elektrode angeordnet. Zurückversetzt zu dieser Lampenwendel 33 ist innerhalb des Entladungsgefäßes 2 auch eine Glasperle 34 angebracht, welche sich zwischen den beiden Elektrodenhalterungen 31 und 32 erstreckt. Darüber hinaus ist an der dem Endbereich 21 zugewandten Seite dieser Glasperle 34 ein Materialbereich 35 aus TiH2 ausgebildet. Im so genannten End of Life-Zustand der Entladungslampe 1, bei dem im gebro- chenen Zustand der Lampenwendel 33 ein Rückschmelzen einer der Elektrodenhalterungen 31 oder 32 erfolgen kann und dadurch die Temperatur erhöht wird, verdampft der Wasserstoff in dem Materialbereich 35, wodurch dann der weitere kritische Betrieb der Entladungslampe 1 im Hin- blick auf Beschädigung oder Zerstörung verhindert werden kann. Insbesondere kann damit eine thermische Zersetzung des Kunststoffgehäuses vermieden werden.In addition, a similarly constructed low-pressure discharge lamp 1 is shown in Fig. 1, which has a discharge vessel 2, in which an electrode frame 3 extends in regions. In the end region 21, in which the discharge vessel 2 is squeezed, electrode holders 31 and 32 of the electrode frame 3 are sealed in a gastight manner. At a front end of the electrode frame 3, a lamp filament 33 is arranged as an electrode. Set back to this lamp filament 33, a glass bead 34 is mounted within the discharge vessel 2, which is between the two electrode holders 31st and 32 extends. In addition, a material region 35 made of TiH 2 is formed on the side of this glass bead 34 facing the end region 21. In the so-called end-of-life state of the discharge lamp 1, in which a melted back of one of the electrode holders 31 or 32 can take place in the broken state of the lamp filament 33 and thereby the temperature is increased, the hydrogen evaporates in the material region 35, as a result of which Further critical operation of the discharge lamp 1 with respect to damage or destruction can be prevented. In particular, so that a thermal decomposition of the plastic housing can be avoided.
Die aus dem Stand der Technik bekannte Konstruktion ist relativ aufwändig in der Fertigung und daher auch kosten- intensiv.The construction known from the prior art is relatively complicated to manufacture and therefore also costly.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entladungslampe zu schaffen, welche bei gleicher Betriebssicherheit mit weniger Aufwand und kostengünstiger realisiert werden kann.It is an object of the present invention to provide a discharge lamp which can be realized with the same reliability with less effort and less expensive.
Diese Aufgabe wird durch eine Entladungslampe, welche die Merkmale nach Patentanspruch 1 aufweist, gelöst.This object is achieved by a discharge lamp having the features of claim 1.
Eine erfindungsgemäße Entladungslampe umfasst ein Entladungsgefäß und ein Elektrodengestell, an dem eine Lampenwendel als Elektrode angeordnet ist. Das Elektrodenge- stell erstreckt sich bereichsweise in das Entladungsgefäß und Elektrodenhalterungen dieses Elektrodengestells sind mit einer Glasperle verbunden. Die Glasperle dient zur Erhöhung der Stabilität des Elektrodengestells. Diese Glasperle ist zumindest bereichsweise in einen Endbereich des Entladungsgefäßes eingeschmolzen bzw. eingequetscht. Die Entladungslampe kann dadurch aufwandsärmer hergestellt werden und Kosten können sowohl beim Material als auch bei der Fertigung eingespart werden.A discharge lamp according to the invention comprises a discharge vessel and an electrode frame on which a lamp filament is arranged as an electrode. The electrode frame extends in regions into the discharge vessel and electrode holders of this electrode frame are connected to a glass bead. The glass bead serves to increase the stability of the electrode frame. These Glass bead is at least partially melted or squeezed into an end region of the discharge vessel. The discharge lamp can be produced with lower costs and costs can be saved both in the material and in the production.
Durch das zumindest bereichsweise Einbringen der Glasperle in den gequetschten Endbereich kann auch die Dichtheit an diesem Endbereich erhöht werden, da die Dichtheit zwischen Übergängen Glas - Glas besser ist als zwischen Glas und Elektrodenhalterungen .By at least partially introducing the glass bead into the crimped end region, the tightness at this end region can also be increased, since the tightness between glass-glass transitions is better than between glass and electrode holders.
Bevorzugt ist die Glasperle vollständig in dem Endbereich eingeschmolzen. Neben einer bauraumminimierten Anordnung kann dadurch auch die Dichtheit in dem Endbereich nochmals verbessert werden.Preferably, the glass bead is completely sealed in the end region. In addition to a space-minimized arrangement, thereby the tightness in the end region can be further improved.
Durch die zumindest bereichsweise Einschmelzung der Glasperle in dem Endbereich kann auch das Elektrodengestell mit einer im Vergleich zum Stand der Technik verkürzten Länge in den Entladungsraum des Entladungsgefäßes hineinragen. Dadurch kann der Entladungsraum der Entladungslam- pe vergrößert werden und/oder die Baulänge der Lampe reduziert werden.Due to the at least partially melting of the glass bead in the end region, the electrode frame can also protrude into the discharge space of the discharge vessel with a shortened length compared to the prior art. As a result, the discharge space of the discharge lamella can be increased and / or the overall length of the lamp can be reduced.
Bevorzugt ist das Glasmaterial des Endbereichs unterschiedlich zum Glasmaterial der Glasperle. Im Endbereich sind dann zwei verschiedene Glasmaterialien eingeschmol- zen.The glass material of the end region is preferably different from the glass material of the glass bead. In the end area then two different glass materials are melted.
Bevorzugt sind die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der beiden Glasmaterialien unterschiedlich, derart, dass bei Auftreten von Temperaturgradienten im Bereich der beiden Glasmaterialien mechanische Spannungen entstehen, die zu einem Riss im gequetschten Bereich bzw. in einem Endbereich des Entladungsgefäßes führen.Preferably, the thermal expansion coefficients of the two glass materials are different, such that, when temperature gradients occur in the region of the two glass materials, mechanical stresses occur. leading to a crack in the crimped area or in an end region of the discharge vessel.
Die derartige Glaspaarung in einem Lampenbereich, in dem hohe Temperaturgradienten auftreten können, stellt eine Sicherung dar, die eine weitere Zerstörung von Komponenten des Systems verhindert.Such glass pairing in a lamp area where high temperature gradients may occur provides a backup that prevents further destruction of components of the system.
Insbesondere im so genannten End of Life-Verhalten der Entladungslampe kann dadurch ein sicherer Riss im Glas erzeugt werden, da sich aufgrund der steigenden Tempera- tur und der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten somit unterschiedliche Spannungsverhältnisse ergeben und dadurch insbesondere in dem genannten Temperaturbereich ein Sprung im Glas erzeugbar ist.In particular, in the so-called end-of-life behavior of the discharge lamp, a secure crack can be generated in the glass, as a result of the rising temperature and the different expansion coefficients result in different voltage conditions and thereby in particular in the temperature range mentioned a jump in the glass can be generated ,
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Glasmateri- al des Endbereichs gleich dem Glasmaterial der Glasperle ist. Durch eine derartige Materialausgestaltung kann die Dichtheit im Einschmelzbereich besonders günstig ausgebildet werden. Bevorzugt ist hier als Glasmaterial Weichglas eingesetzt.However, it can also be provided that the glass material of the end region is equal to the glass material of the glass bead. By such a material design, the tightness in the meltdown can be made particularly favorable. Preferably, soft glass is used here as the glass material.
Bevorzugt ist die Höhe des Endbereichs kleiner als das doppelte der maximalen Höhe der Glasperle. Bauraumopti- miert, ausreichend dicht und mechanisch stabil lässt sich durch diese Ausgestaltung die Entladungslampe ausbilden.Preferably, the height of the end portion is less than twice the maximum height of the glass bead. Space-optimized, sufficiently dense and mechanically stable, the discharge lamp can be formed by this configuration.
Durch die Erfindung kann auch das Glasmaterial der Glas- perle leichter verarbeitet werden. Darüber hinaus können auch Kostenvorteile durch die Verwendung günstigeren Materials, insbesondere günstigerem Glasmaterial, erreicht werden . Kurze Beschreibung der Zeichnung (en)The invention also makes it easier to process the glass material of the glass bead. In addition, cost advantages through the use of cheaper material, especially cheaper glass material can be achieved. Short description of the drawing (s)
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen :An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to schematic drawings. Show it :
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teilbereichs einer aus dem Stand der Technik bekannten Entladungslampe; undFigure 1 is a schematic representation of a portion of a known from the prior art discharge lamp. and
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teilbereichs einer erfindungsgemäßen Entladungslampe.Fig. 2 is a schematic representation of a portion of a discharge lamp according to the invention.
Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche EIe- mente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Eine als Niederdruckentladungslampe ausgebildete Entladungslampe 1 umfasst ein rohrförmiges Entladungsgefäß 2 mit einem unteren Endbereich 21, welcher gequetscht ausgebildet ist. Ein Elektrodengestell 3 erstreckt sich be- reichsweise in das Entladungsgefäß 2 und umfasst zwei drahtförmige Elektrodenhalterungen 31 und 32. Eine Lampenwendel 33 ist an einem im Entladungsgefäß 2 angeordneten vorderen Ende dieser beiden Elektrodenhalterungen 31 und 32 als Elektrode angeordnet. Eine Glasperle 34 er- streckt sich zwischen den beiden Elektrodenhalterungen 31 und 32 und ist im Ausführungsbeispiel vollständig in den Endbereich 21 eingequetscht. Das Glasmaterial des Endbereichs 21 unterscheidet sich im Ausführungsbeispiel von dem Glasmaterial der Glasperle 34. Insbesondere sind die beiden Glasmaterialien so ausgebildet, dass ihre thermischen Ausdehnungskoeffizienten derart unterschiedlich sind, dass beim Auftreten von Temperaturgradienten in einem Temperaturbereich mit beispielsweise lokalen Temperaturen zwischen 2500C und 5000C die unterschiedliche Ausdehnung zu einem Riss im Endbereich 21 führt.A discharge lamp 1 designed as a low-pressure discharge lamp comprises a tubular discharge vessel 2 with a lower end region 21, which is formed squashed. An electrode frame 3 extends partially into the discharge vessel 2 and comprises two wire-shaped electrode holders 31 and 32. A lamp coil 33 is arranged on a front end of these two electrode holders 31 and 32 arranged in the discharge vessel 2 as an electrode. A glass bead 34 extends between the two electrode holders 31 and 32 and, in the exemplary embodiment, is completely squeezed into the end region 21. The glass material of the end region 21 differs in the embodiment of the glass material of the glass bead 34. In particular, the two glass materials are formed so that their thermal expansion coefficients are so different are that when temperature gradients occur in a temperature range with, for example, local temperatures between 250 0 C and 500 0 C, the different expansion leads to a crack in the end region 21.
Im Ausführungsbeispiel ist die Einschmelzung der Elektro- denhalterungen 31 und 32 in die Glasperle 34 vakuumdicht erfolgt .In the exemplary embodiment, the melting of the electrode holders 31 and 32 into the glass bead 34 is vacuum-tight.
Durch das verbesserte Dichtverhalten im Endbereich 21 aufgrund der vollständig darin eingeschmolzenen Glasperle 34 kann auch die Höhe d3 des gequetschten Endbereichs 21 im Vergleich zur Höhe d4 des Endbereichs 21 im Stand der Technik gemäß Fig. 1 verkleinert werden. Im Ausführungsbeispiel beträgt die Höhe h3 das 1,5 fache der etwa mittig ausgebildeten maximalen Höhe der im Querschnitt ova- len Glasperle 34.Due to the improved sealing behavior in the end region 21 due to the completely sintered glass bead 34, the height d3 of the crimped end region 21 can also be reduced in comparison to the height d4 of the end region 21 in the prior art according to FIG. In the exemplary embodiment, the height h3 is 1.5 times the approximately centrally formed maximum height of the cross-sectionally oval glass bead 34.
Darüber hinaus erstreckt sich das Elektrodengestell 3 gemäß der erfindungsgemäßen Entladungslampe 1 in Fig. 2 um eine Höhe d2 weniger weit in das Entladungsgefäß 2 hinein, als dies das Elektrodengestell 3 in der bekannten Entladungslampe gemäß Fig. 1 erforderlich macht. In addition, according to the discharge lamp 1 according to the invention in FIG. 2, the electrode frame 3 extends less far into the discharge vessel 2 by a height d2 than is required by the electrode frame 3 in the known discharge lamp according to FIG.

Claims

Ansprüche claims
1. Entladungslampe mit einem Entladungsgefäß (2) und einem Elektrodengestell (3) mit einer Lampenwendel1. discharge lamp with a discharge vessel (2) and an electrode frame (3) with a lamp filament
(33) , welches Elektrodengestell (3) sich zumindest bereichsweise in das Entladungsgefäß (2) erstreckt und Elektrodenhalterungen (31, 32) des Elektrodengestells (3) mit einer Glasperle (34) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasperle (34) zumindest bereichsweise in einem Endbereich (21) des Entladungsgefäßes (2) einge- schmolzen ist.(33), which electrode frame (3) extends at least partially into the discharge vessel (2) and electrode holders (31, 32) of the electrode frame (3) are connected to a glass bead (34), characterized in that the glass bead (34) at least partially melted in an end region (21) of the discharge vessel (2).
2. Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasperle (34) vollständig in dem gequetschten Endbereich (21) eingeschmolzen ist.2. Discharge lamp according to claim 1, characterized in that the glass bead (34) is completely sealed in the crimped end region (21).
3. Entladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasmaterial des Endbereichs (21) unterschiedlich zum Glasmaterial der Glasperle (34) ist.3. Discharge lamp according to claim 1 or 2, characterized in that the glass material of the end region (21) is different from the glass material of the glass bead (34).
4. Entladungslampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der beiden Glasmaterialien unterschiedlich sind, derart, dass beim Auftreten von Temperaturgradienten von größer 500C zwischen der Glasperle (34) und dem Glasmaterial des Endbereichs (21) ein Riss des Glases im Endbereich (21) erzeugbar ist. 4. Discharge lamp according to claim 3, characterized in that the thermal expansion coefficients of the two glass materials are different, such that upon the occurrence of temperature gradients greater than 50 0 C between the glass bead (34) and the glass material of the end portion (21) a crack of the glass in the end region (21) can be generated.
5. Entladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasmaterial des Endbereichs (21) gleich dem Glasmaterial der Glasperle (34) ist.5. Discharge lamp according to claim 1 or 2, characterized in that the glass material of the end region (21) is equal to the glass material of the glass bead (34).
6. Entladungslampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasmaterial Weichglas ist.6. Discharge lamp according to claim 5, characterized in that the glass material is soft glass.
7. Entladungslampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschmelzung der Elektrodenhalterungen (31, 32) in die Glasperle (34) vakuumtechnisch dicht ist.7. Discharge lamp according to one of the preceding claims, characterized in that the melting of the electrode holders (31, 32) in the glass bead (34) is vacuum-tight.
8. Entladungslampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (d3) des Endbereichs (21) kleiner als das doppelte der maximalen Höhe der Glasperle (34) ist. 8. Discharge lamp according to one of the preceding claims, characterized in that the height (d3) of the end portion (21) is smaller than twice the maximum height of the glass bead (34).
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