DE102008015194A1

DE102008015194A1 - Entladungsgefäß für eine Entladungslampe sowie Entladungslampe

Info

Publication number: DE102008015194A1
Application number: DE200810015194
Authority: DE
Inventors: Holger Hein; Friedrich Lauter; Thomas Dr. Noll
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2008-03-20
Filing date: 2008-03-20
Publication date: 2009-09-24
Also published as: WO2009115373A1

Abstract

Entladungsgefäß für eine Entladungslampe (12), mit einem um eine Achse (A) gewundenen Gefäßkörper (1), an welchem ein Rohrstück (10, 10') angeordnet ist, wobei sich das Rohrstück (10, 10') außerhalb eines Freiraums (9) erstreckt, welcher durch die gewundenen Teile (2, 3) des Gefäßkörpers (1) um die Achse (A) gebildet ist. Das Rohrstück (10, 10') ist an einem oberen Ende (18) des Entladungsgefäßes (1) angeordnet. Die Erfindung betrifft auch eine Entladungslampe mit einem derartigen Entladungsgefäß.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Entladungsgefäß für eine Entladungslampe, mit einem um eine Achse gewundenen Gefäßkörper, an welchen ein Rohrstück angeordnet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Entladungslampe mit einem derartigen Entladungsgefäß.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2004 018 104 A1 ist eine Gasentladungslampe mit einem Entladungsrohr als Entladungsgefäß bekannt, das zumindest teilweise helixförmig um einen axialen Freiraum gewunden ist. Die Entladungslampe umfasst darüber hinaus ein an dem Entladungsrohr angesetztes Rohrstück, das sich innerhalb des Freiraums bzw. innerhalb der Helixform erstreckt. Das Rohrstück kann als Pumprohr verwendet werden. Dadurch kann das Rohrstück zur Evakuierung und Befüllung des Entladungsgefäßes bei der Herstellung der Lampe verwendet werden. Insbesondere können andere Pumprohre, etwa konventionelle dünne Pumprohre an den Enden des Entladungsrohres in der Umgebung der Elektroden dann auch ganz entfallen. Das Rohrstück als Pumprohr kann jedoch auch zusätzlich zu solchen konventionellen Pumprohren vorgesehen sein. Es bietet die Möglichkeit, einen erheblich größeren Pumpquerschnitt vorzusehen, als dies bei konventionellen Pumprohren der Fall ist, die baulich noch auf die benachbarte Elektrode Rücksicht nehmen müssen und im Übrigen in den Querschnitt des Entladungsrohres selbst hineinpassen müssen, also demgegenüber deutlich verkleinerte Durchmesser haben. Darüber hinaus bietet dieses Pumprohr auch die zusätzliche Möglichkeit der Spülung des Entladungsgefäßes. Ferner kann dieses Rohrstück durch einen ausreichend großen Querschnitt gute Zugangsmöglichkeiten zum Entladungsgefäß, etwa zum Einbringen einer Hg-Quelle bieten. Zum einen kann die Einbringung eines Hg-Donators vorgesehen sein, zum anderen kann das Rohrstück aber auch dazu verwendet werden, um ein Startamalgam direkt in der Gasentladung zu platzieren. Das Rohrstück ist an einem Teil des Entladungsgefäßes angebracht, welches den freien Enden, in denen die Elektroden angeordnet sind, gegenüberliegend angeordnet ist.
Bei der Gasentladungslampe aus dem Stand der Technik ist durch die Anordnung dieses Rohrstücks innerhalb der Helixform dieses jedoch schwer zugänglich. Darüber hinaus ist das Ansetzen des Rohrstücks aufwändig und es können Fehler auftreten.
Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Entladungsgefäß und eine Entladungslampe mit einem derartigen Entladungsgefäß zu schaffen, bei welchem bzw. bei welcher das Anbringen eines derartigen Rohrstücks einfacher gewährleistet werden kann und darüber hinaus die Zugänglichkeit des angesetzten Rohrstücks verbessert ist. Ferner soll das Rohrstück multifunktional ausgebildet sein.
Diese Aufgabe wird durch ein Entladungsgefäß, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, und eine Entladungs lampe, welche die Merkmale nach Anspruch 12 aufweist, gelöst.
Ein erfindungsgemäßes Entladungsgefäß für eine Entladungslampe umfasst einen um eine Achse gewundenen Gefäßkörper, an welchem ein Rohrstück angeordnet ist. Das Rohrstück erstreckt sich außerhalb des gewundenen Teils des Gefäßkörpers und abgewandt von dem durch den gewundenen Teil gebildeten bzw. umschlossenen Freiraum. Insbesondere erstreckt sich somit das Rohrstück außerhalb des durch den gewundenen Teil des Gefäßkörpers und um die Achse ausgebildeten Freiraum. Das Rohrstück ist an einem oberen, den freien Enden des Gefäßkörpers abgewandten Ende des Gefäßkörpers angeordnet.
Mit den freien Enden sind diejenigen Bereiche des Entladungsgefäßes bezeichnet, welche auch nach der Fertigstellung des Entladungsgefäßes nicht miteinander verbunden sind. Die freien Enden des Entladungsgefäßes sind insbesondere diejenigen, an welche die Elektroden der Entladungslampe angeordnet sind und sich in den Entladungsraum innerhalb des Entladungsgefäßes erstrecken. Die freien Enden sind auch insbesondere diejenigen, welche sich in ein Gehäuse der Entladungslampe erstrecken, in welche auch ein Betriebsgerät, insbesondere ein Vorschaltgerät, angeordnet sein kann.
Durch diese Ausgestaltung kann einerseits die Zugänglichkeit des Rohrstücks wesentlich verbessert werden und darüber hinaus auch die grundsätzliche Anbringung des Rohrstücks an dem Gefäßkörper wesentlich erleichtert und somit zuverlässiger erfolgen. Unerwünschte Fehler an der Ansatzstelle zwischen dem Rohrstück und dem Gefäßkörper können dadurch verhindert werden.
Der Freiraum ist der Zwischenraum um die Längsachse des Entladungsgefäßes, welcher in radialer Richtung und somit in senkrechter Richtung zu der Längsachse durch die Gefäßteile begrenzt ist. Es ist also nicht der Entladungsraum innerhalb der Rohre des Entladungsgefäßes sondern außerhalb der Gefäßteile damit gemeint.
Vorzugsweise ist das Rohrstück auch als Kühlstelle oder Kühlsenke ausgebildet, wodurch neben der Funktion als Pumprohr zumindest eine weitere Funktion zugeordnet ist, so dass das Rohrstück multifunktional ausgebildet ist. Da der Freiraum und insbesondere nahe außerhalb davon in der Regel im Lampenbetrieb immer niedrigere Temperaturen als in dem Entladungsgefäß vorherrschen, ist es daher durch die spezifische Anordnung und Ausgestaltung des Rohrstücks vorteilhaft diese Kühlfunktion quasi zu implementieren und somit zumindest ein Teilstück des Rohrstück als Kühlstelle zu nutzen. Bei Lampen von einem sogenannten „Cold Spot”, also einem kältesten Punkt der Lampe, sammelt sich flüssiges Quecksilber und es erfolgt an diesem Cold Spot die Dampfdruckregelung. Gerade durch dieses Rohrstück und dessen Anordnung kann dies besonders bevorzugt und exakt erfolgen, insbesondere in Verbindung mit helixförmigen Entladungsgefäßen.
Des Weiteren ist diese Rohrstück innenseitig vorzugsweise ohne Leuchtstoffschicht ausgebildet wodurch verhindert wird, dass keine Erwärmung des Rohrstücks durch eine Strahlungskonversion auftritt, wie dies jedoch bei Lampen der Fall ist, bei denen durch UV (Ultraviolett)-Strahlungskonversion eine Erwärmung lokal erfolgt.
Vorzugsweise ist das Rohrstück als Pumprohr verwendet. Gerade bei einer derartigen Anordnung und Verwendung des Rohrstücks kann somit die einfache Zugänglichkeit bei der Herstellung der Lampe gewährleistet werden und gegebenenfalls in einfacher Weise die Evakuierung und zumindest zeitweise zusätzlich auch aufwandsarm andere Fertigungsschritte durchgeführt werden. Dadurch kann die Herstellung des Entladungsgefäßes und auch der Entladungslampe effizienter, schneller und somit auch kostengünstiger erfolgen.
Das Rohrstück kann einen kleineren Innendurchmesser aufweisen als ein rohrförmiges Gefäßteil des Gefäßkörpers. Es kann auch vorgesehen sein, und dies ist insbesondere vorteilhaft aufgrund der Anordnung, dass das Rohrstück einen unwesentlich kleineren Innendurchmesser oder sogar einen nahezu gleichen Innendurchmesser als die rohrförmigen Gefäßteile des Gefäßkörpers aufweisen.
Das Rohrstück kann vollständig geradlinig ausgebildet sein.
Bevorzugt kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Rohrstück zumindest bereichsweise gekrümmt oder abgewinkelt ausgebildet ist. Gerade dann, wenn das Entladungsgefäß und das Rohrstück von einem Hüllkolben der Entladungslampe umgeben ist, kann dadurch die Anpassung verbessert erfolgen. Vorzugsweise ist die Formgebung und das Ausmaß des Rohrstücks an den Typ der Entladungslampe angepasst. Gerade bei Ausgestaltungen mit das Entladungsgefäß umgebenden Hüllkolben, welche auch unterschiedliche Formgebungen und Ausmaße aufweisen können, kann dann eine situationsspezifisch geeignete Anbringung und auch Formgebung des Rohrstücks gewährleistet werden, so dass auch in diesem Zusammenhang die einfache Zugänglichkeit und die einfache Anbringbarkeit gewährleistet werden kann. Der freie Raum zwischen einem derartigen Hüllkolben und dem Entladungsgefäß kann dann geeignet genutzt werden, ohne die Geometrien des Entladungsgefäßes und des Hüllkolbens verändern zu müssen.
Vorzugsweise erstreckt sich das Rohrstück vollständig außerhalb des gewundenen Teils des Gefäßkörpers. Das Rohrstück ist somit vollständig außerhalb des Freiraums, welcher durch die Windung des Gefäßkörpers um die Achse gebildet wird, angeordnet.
Es kann vorgesehen sein, dass das Rohrstück koaxial zur Achse angeordnet ist und sich vom gewundenen Teil des Gefäßkörpers nach oben erstreckt. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Rohrstück in einem Winkel zwischen größer 0° und 110°, insbesondere bis 90°, zur Achse angeordnet ist. In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Rohrstück außermittig und somit nicht koaxial zur Achse angeordnet ist und sich parallel zu dieser Achse erstreckt.
Bedarfsabhängig und somit variabel kann die Anordnung des Rohrstücks sowie die Erstreckung vorgesehen sein.
Vorzugsweise ist das Rohrstück an einem am oberen Ende die den Gefäßkörper bildenden und gewundenen Gefäßteile verbindenden Verbindungsrohr angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die vorzugsweise beiden gewundenen, insbesondere helixförmig gewundenen Gefäßteile durch dieses zusätzliche separate Verbindungsrohr am oberen Ende verbunden werden, indem dieses Verbindungsrohr als Teilstück dort angeordnet und mit den Gefäßteilen verschmolzen wird. Genau an dieses Verbindungsrohr, welches dann auch situationsabhängig ausgestaltet werden kann und beispielsweise geradlinig oder S-förmig sein kann, kann dieses Rohrstück angesetzt sein. Die Geometrie des Verbindungsrohrs kann abhängig von der Gestaltung der Gefäßteile sein, wobei eine S-förmige Ausgestaltung eine besonders vorteilhafte darstellt, da sie einen stetigen und den Innendurchmesser nicht verändernden Übergang zwischen den Gefäßteilen und den Verbindungsrohren gewährleistet.
Eine erfindungsgemäße Entladungslampe umfasst ein erfindungsgemäßes Entladungsgefäß oder eine vorteilhafte Ausgestaltung davon.
Die Lage einer Kühlstelle im Betrieb der Entladungslampe wird vorzugsweise durch die Länge des Rohrstücks bestimmt.
Umfasst die Entladungslampe einen das Entladungsgefäß umgebenden Hüllkolben, so kann dieser Freiraum zwischen dem Entladungsgefäß und dem Hüllkolben für das als Pumprohr bzw. Pumpstengel verwendete Rohrstück genutzt werden. Dieser Freiraum ist bei so genannten Kerzenlampen besonders ausgeprägt, bei denen infolge der Spitzenform bzw. Tropfenform bzw. Birnenform des Hüllkolbens auch ein starker Temperaturgradient entlang der Kolbenoberfläche und somit eine effiziente Kühlung zu erwarten ist.
Vorzugsweise ist der Hüllkolben tropfenförmig ausgebildet und das Rohrstück ist berührungslos zum Hüllkolben ange ordnet und erstreckt sich in Richtung der oberen Spitze des Hüllkolbens.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Entladungsgefäßes; und
2 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Entladungslampe.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist in einer perspektivischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Entladungsgefäßes 1 für eine Entladungslampe gezeigt. Das Entladungsgefäß 1 umfasst zwei helixförmig gewundene und um die Achse A gewundene Gefäßteile 2 und 3. Die beiden Gefäßteile 2 und 3 sind rohrartig ausgebildet und weisen freie Enden 4 und 5 auf, in welche sich jeweils Elektroden (nicht dargestellt) in den Entladungsraum des Entladungsgefäßes 1 erstrecken. An den den Enden 4 und 5 gegenüberliegenden Enden 6 und 7 sind die Gefäßteile 2 und 3 durch ein Verbindungsrohr 8 miteinander verbunden. Das Verbindungsrohr 8 kann geradlinig sein, ist jedoch insbesondere S-förmig. Im fertigen Zustand des Entladungsgefäßes 1 sind die Enden 6 und 7 somit miteinander verbunden und nicht freie Enden. Dadurch ist ein Entladungsgefäß 1 gebildet, welches an dem oberen, den freien Enden 4 und 5 gegenüberliegenden Ende 18 zusammenhängend und geschlossen ausgebildet ist.
Durch die Windung und Formgebung der Gefäßteile 2 und 3 wird zwischen diesen Gefäßteilen 2 und 3 um die Achse A herum ein in erster Näherung zylinderförmiger Freiraum 9 gebildet. Der Freiraum 9 ist somit der durch die Gefäßteile 2 und 3 umschlossene Raum zwischen der Längsachse A und den Außenseiten der Gefäßteilrohre 2 und 3. Im Unterschied dazu definiert der innerhalb der Gefäßteile 2 und 3 durch ihre Rohrform eingeschlossene Raum den Entladungsraum des Entladungsgefäßes 1. An dem Verbindungsrohr 8 ist ein Rohrstück 10 angesetzt, welches sich außerhalb des Freiraums 9, insbesondere vollständig sich außerhalb des Freiraums 9 erstreckt. Des Weiteren ist das Rohrstück an einem Ende 18 des Entladungsgefäßes oder in einem Bereich des Endes 18 angeordnet, welches den Enden 4 und 5 abgewandt bzw. denen gegenüberliegend ausgebildet ist. Das Rohrstück 10 ist im Ausführungsbeispiel geradlinig ausgebildet und ist als Pumpstengel zur Evakuierung des Entladungsgefäßes 1 verwendet. Im Ausführungsbeispiel ist der Pumpstengel bzw. das Rohrstück 10 so an dem Verbindungsrohr 8 angeordnet, dass es sich mit einem Winkel α gegenüber der Achse A erstreckt, wobei dieser Winkel α kleiner 110°, insbesondere kleiner 90° und größer 0° ist. Durch diese Anordnung des Rohrstücks 10 außerhalb des Freiraums 9 kann zum einen die Zugänglichkeit zum Rohrstück 10 zur Evakuierung des Entladungsgefäßes 1 erleichtert werden, die Handhabbarkeit der gesamten Fertigung im Hinblick auf die Evakuierung erleichtert werden und darüber hinaus die verbesserte Ansetzung und Verbindung des Rohrstücks 10 mit dem Verbindungsrohr 8 an der Verbindungsstelle 11 zuverlässiger und stabiler gewährleistet werden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Rohrstück 10 koaxial zur Achse A angeordnet ist und sich nach oben (positive y-Richtung) vom Verbindungsrohr 8 aus erstreckt. Ebenso kann vorgesehen sein, dass sich das Rohrstück 10 parallel zur Achse A jedoch nicht koaxial dazu erstreckt.
Prinzipiell kann das Rohrstück 10 auch an einer anderen Stelle als an dem Verbindungsrohr 8, beispielsweise an dem Gefäßteil 2 oder dem Gefäßteil 3 angeordnet sein. Wesentlich ist, dass dieses Rohrstück 10 außerhalb des Freiraums 9 angeordnet ist, was vorteilhaft ist, um einerseits die Zugänglichkeit zu verbessern und die Kühlstelle zu realisieren.
Zur Verbesserung der Kühlstelle kann es auch vorgesehen sein, dass das Rohrstück 10 zumindest teilweise gekrümmt mit einem eckenförmigen Bogenverlauf oder gewinkelt und somit mit einem kantigen oder eckigen Übergang ausgebildet ist. Das Rohrstück 10 kann mit einem kleineren Innendurchmesser als die Gefäßteile 2 und 3 ausgebildet sein. Es kann jedoch vorzugsweise auch vorgesehen sein, dass dieses Rohrstück 10 einen Innendurchmesser aufweist, welcher im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Gefäßteile 2 und 3 entspricht.
Das Rohrstück 10 kann auch in einem Winkel α größer 90° zur Achse A beispielsweise an dem Gefäßteil 2 oder dem Gefäßteil 3 angesetzt sein.
Die Lage der Kühlstelle wird durch die Länge des Rohrstücks 10 bestimmt, wobei dies insbesondere dann der Fall ist, wenn das Rohrstück 10 koaxial zur Achse A nach oben gerichtet ist.
In 2 ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Entladungslampe 12 gezeigt, welche ein Entladungsgefäß 1 aufweist. Darüber hinaus umfasst die Entladungslampe 12 einen Hüllkolben 13, welcher das Entladungsgefäß 1 umgibt. Der Hüllkolben 13 ist in seiner Form lediglich beispielhaft und schematisch gezeigt. Vorzugsweise weist er eine Kerzenform bzw. eine schmale Birnenform oder eine schmale Tropfenform auf, welche nach oben hin spitz zuläuft. Die Enden 4 und 5 der Gefäßteile 2 und 3 erstrecken sich in ein Gehäuse 14, in dem ein Betriebsgerät mit der Entladungslampe 12 angeordnet sein kann.
Im Unterschied zur Ausgestaltung gemäß 1 ist das Rohrstück 10' hier zumindest bereichsweise gekrümmt ausgebildet und im Zwischenraum 15 zwischen dem Entladungsgefäß 1 und dem Hüllkolben 13 positioniert, wobei auch hier das Rohrstück 10' am oberen Ende und somit an dem Ende, welches den freien Enden 4 und 5 der Gefäßteile 2 und 3 abgewandt ist, angeordnet ist.
Sowohl das Rohrstück 10 als auch das Rohrstück 10' können nach der Evakuierung vom Entladungsgefäß 1 entfernt werden. Es ist vorzugsweise jedoch vorgesehen, dass die Rohrstücke 10 bzw. 10' dauerhaft auch nach der Fertigstellung der Entladungslampe und somit auch im Betrieb der Entladungslampe 12 am Entladungsgefäß 1 angeordnet bleiben, zumindest dann, wenn die Rohrstücke 10 und 10' zur Hg-Dampfdruckregelung als cold spot ausgebildet sind.
Es kann vorgesehen sein, dass in diesen Rohrstücken 10 bzw. 10' Hg-Quellen, beispielsweise Hg/Fe-Pillen oder dergleichen eingebracht sind.
Es kann gemäß der Darstellung in 2 auch vorgesehen sein, dass an einem Ende 4 oder 5 ein zusätzliches Speicherrohr 16 angeordnet ist, in dem eine Hg-Quelle 17 angeordnet ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004018104 A1 [0002]

Claims

Entladungsgefäß für eine Entladungslampe (12), mit einem um eine Längsachse (A) gewundenen Gefäßkörper (1), an welchem ein Rohrstück (10, 10') angeordnet ist, welches sich außerhalb eines Freiraums (9) erstreckt, welcher durch die gewundenen Gefäßteile (2, 3) des Gefäßkörpers (1) um die Längsachse (A) gebildet und in radialer Richtung durch die Gefäßteile (2, 3) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (10, 10') an einem oberen und freien Enden (4, 5) des Gefäßkörpers (1) abgewandten Ende (18) des Gefäßkörpers (1) angeordnet ist.
Entladungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (10, 10') als Pumprohr ausgebildet ist.
Entladungsgefäß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (10, 10') einen kleineren Innendurchmesser als ein rohrförmiges Gefäßteil (2, 3) des Gefäßkörpers (1) aufweist.
Entladungsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (10, 10') geradlinig ausgebildet ist.
Entladungsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (10, 10') zumindest bereichsweise gekrümmt oder gewinkelt ausgebildet ist.
Entladungsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Rohrstück (10, 10') vollständig außerhalb des Freiraums (9) erstreckt.
Entladungsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (10, 10') koaxial zur Achse (A) angeordnet ist und sich vom gewundenen Teil des Gefäßkörpers (1) nach oben erstreckt.
Entladungsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (10, 10') in einem Winkel zwischen größer 0° und 110°, insbesondere größer 0° und 90°, zur Achse angeordnet ist.
Entladungsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (10, 10') außermittig und parallel zur Achse (A) angeordnet ist.
Entladungsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (10, 10') an einem am oberen Ende (18) die den Gefäßkörper (1) bildenden und gewundenen Gefäßteile (2, 3) verbindenden Verbindungsrohr (8) angeordnet ist.
Entladungsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (10, 10') als Kühlstelle ausgebildet ist.
Entladungslampe mit einem Entladungsgefäß (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Entladungslampe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (1) von einem Hüllkolben (13) umgeben ist.
Entladungslampe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das der Hüllkolben (13) tropfenförmig ausgebildet ist und das Rohrstück (10, 10') berührungslos zum Hüllkolben (13) angeordnet ist und sich in Richtung der oberen Spitze des Hüllkolbens (13) erstreckt.