hat sich ergeben:
A.- A._ (Klägerin) arbeitete von Mai 1985 bis Dezember 1996 bei der X._ AG (Beklagte). Sie war bis Ende 1990 Vorarbeiterin in der Abteilung Desinfektion und Hygiene. Anfang 1991 wurde sie Gruppenleiterin des Bereiches Handmontage.
Am 17. Juli 1997 forderte die Klägerin gestützt auf <ref-law> (Bundesgesetz vom 24. März 1995 über die Gleichstellung von Frau und Mann; SR 151) die Nachzahlung der Differenz zwischen ihrem Bruttolohn und dem Bruttolohn, den ihr Vorgänger B._ bei einer Weiterbeschäftigung erhalten hätte, für die Zeit von Dezember 1991 bis Dezember 1996. Eventualiter verlangte sie die Bezahlung von Fr. 97'970.40 nebst 5 % Zins seit 12. Juli 1994.
Das Amtsgericht Sursee wies die Klage mit Urteil vom 22. Mai 1998 ab. Das Gericht kam zum Schluss, die Klägerin habe zwar eine geschlechtsspezifische Lohndiskriminierung glaubhaft gemacht, es hielt indes den Beweis der Beklagten für erbracht, dass die Lohndifferenz gerechtfertigt sei.
Auf Appellation der Klägerin wies das Obergericht des Kantons Luzern die Klage mit Urteil vom 13. September 1999 ebenfalls ab. Auf den neu gestellten Eventualantrag der Klägerin um Überprüfung der Verhältnismässigkeit der Lohndifferenz trat es mit der Begründung nicht ein, darin liege eine unzulässige Erweiterung des Prozessgegenstandes. Im Übrigen hielt es die vom Amtsgericht für die Lohndifferenz festgestellten funktionellen und individuellen Unterschiede der Arbeit der Klägerin im Vergleich zu ihrem Vorgänger für bewiesen.
B.- Mit ihrer Berufung stellt die Klägerin die Anträge, das Urteil des Obergerichts aufzuheben (Ziffer 1), die Beklagte zu verpflichten, ihr für die Zeit von Dezember 1991 bis Dezember 1996 ein nachträgliches zusätzliches Bruttogehalt von insgesamt Fr. 97'970.40 nebst 5 % Zins seit 12. Juli 1994 zu zahlen (Ziffer 2a), eventualiter die Beklagte zu verpflichten, ihr für die Zeit von Dezember 1991 bis Dezember 1996 ein nachträgliches zusätzliches Bruttogehalt im Umfang der geschlechtsspezifisch begründeten Lohndifferenz zum Lohn ihres Vorgängers bzw. zum Lohn ihres Nachfolgers im Betrieb der Beklagten nebst 5 % Zins seit 12. Juli 1994 zu zahlen (Ziffer 2b), eventualiter die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen (Ziffer 3).
Die Beklagte schliesst auf Abweisung der Berufung, soweit auf sie einzutreten sei, und Bestätigung des angefochtenen Urteils.

Das Bundesgericht zieht in Erwägung:
1.- Im Berufungsverfahren prüft das Bundesgericht als Rechtsfrage frei, ob die Kriterien, nach denen eine Arbeitgeberin die Arbeitsleistungen bewertet und die Löhne festsetzt, ein Geschlecht direkt oder indirekt diskriminieren. In seine Prüfungsbefugnis fällt auch die Frage, ob die Vorinstanz die spezifischen bundesrechtlichen Anforderungen an die Erhebung des Sachverhalts sowie die bundesrechtlichen Beweisregeln, insbesondere jene von Art. 6 und Art. 12 GlG (in Verbindung mit <ref-law>) beachtet hat. An die Feststellungen, welche die letzte kantonale Instanz in Würdigung der Beweise getroffen hat, ist das Bundesgericht hingegen gebunden (<ref-ruling> E. 3 S. 372).
2.- Die Klägerin stellt den Hauptantrag, die Beklagte zur Zahlung eines zusätzlichen Bruttogehaltes von Fr. 97'970.40 nebst Zins zu verpflichten. Sie hält dafür, dieser Betrag entspreche der Differenz ihres Lohnes zu jenem, den ihr Vorgänger während der Zeit verdient hätte, während der sie die gleiche Arbeit bei der Beklagten verrichtet habe. In der Berufungsantwort bestreitet die Beklagte den Betrag der Höhe nach, wobei sie in diesem Zusammenhang geltend macht, die Feststellung der Vorinstanz sei falsch, wonach sie das Mass der Differenz nicht bestritten habe.
a) Die Vorinstanz hat den Schluss des Amtsgerichts nicht in Frage gestellt, dass die Klägerin eine Lohndiskriminierung glaubhaft gemacht hat mit dem Nachweis, dass sie als Nachfolgerin von B._ einen wesentlich geringeren Lohn erhalten hat als dieser. Mangels Beschwer ist auf die Rüge der Klägerin nicht einzutreten, wonach die kantonalen Gerichte in falscher Anwendung von <ref-law> eine Lohndiskriminierung nicht als glaubhaft gemacht betrachtet hätten.
b) Die Vorinstanz hat in Übereinstimmung mit dem Amtsgericht als beweismässig erstellt angesehen, dass die Tätigkeit der Klägerin im Vergleich zu jener ihres Vorgängers funktionelle und individuelle Unterschiede aufgewiesen habe.
aa) In der Regel sind Lohnunterschiede, die auf objektiven Gründen beruhen, nicht diskriminierend. Objektive Gründe sind namentlich solche, welche den Wert der Arbeit selbst beeinflussen können, wie Ausbildung, Dienstalter, Qualifikation, Erfahrung, konkreter Aufgabenbereich, Leistung und Risiken; daneben können Lohnunterschiede trotz gleichwertiger Tätigkeit etwa aus sozialen Rücksichten gerechtfertigt sein (<ref-ruling> E. 5 S. 373).
bb) Die Vorinstanz hat relevante Unterschiede in der Tätigkeit der Klägerin einerseits und ihres Vorgängers anderseits darin gesehen, dass dieser im technischen Bereich auch Wartungsaufgaben an den Maschinen wahrgenommen hat und dass er im Unterschied zur Klägerin nicht nur die Arbeitsabläufe zu überwachen, sondern die Abteilung zu restrukturieren hatte. Diese objektiven Unterschiede im Aufgabenbereich vermögen den Wert der Arbeit grundsätzlich zu beeinflussen. Es ist nicht ersichtlich und wird mit der Berufung auch nicht dargetan, inwiefern die festgestellten Unterschiede die Klägerin dennoch geschlechtsspezifisch diskriminieren könnten. Im Übrigen wird im angefochtenen Urteil zwar festgestellt, dass der männliche Nachfolger der Klägerin mehr verdiente als sie selbst. Es wird aber ebenfalls auf das Parteivorbringen hingewiesen, wonach der Nachfolger der Klägerin zusätzlich den Aufgabenbereich der Anästhesiesets übernommen habe, womit er nicht die gleiche Stelle wie die Klägerin versehen hätte. Der Berufungsschrift ist schliesslich nicht zu entnehmen, welche rechtlichen Schlüsse die Klägerin aus dem Vergleich mit ihrem Nachfolger ableiten will.
cc) Soweit die Klägerin die Würdigung der Beweise durch die Vorinstanz in Frage zu stellen sucht und ausserdem vorbringt, sie habe ihrerseits zusätzliche Aufgaben erfüllt, die ihr Vorgänger nicht habe erbringen müssen, beanstandet sie in unzulässiger Weise die vorinstanzliche Beweiswürdigung. Davon abgesehen ist der Berufung nicht zu entnehmen, welche Tätigkeit die Klägerin im Vergleich zu ihrem Vorgänger zusätzlich ausgeübt haben will. Zudem ist das Vorbringen neuer Behauptungen im Berufungsverfahren nicht gestattet (Art. 55 Abs. 1 lit. c OG). Soweit die Klägerin den Schluss der Vorinstanz, dass aufgrund der unterschiedlichen Tätigkeiten und Leistungen nicht von gleichwertiger Arbeit gesprochen werden könne, mit der Behauptung in Frage stellt, ihr Vorgänger habe dieselben Pflichten gehabt und sie habe die gleiche Leistung erbracht, kann auf die Berufung nicht eingetreten werden. Denn damit widerspricht die Klägerin den tatsächlichen Feststellungen im angefochtenen Urteil, ohne nach Art. 63 Abs. 2 und Art. 55 Abs. 1 lit d OG zulässige Rügen zu erheben.
c) Die Klägerin beruft sich sodann erfolglos auf <ref-law>. Diese Bestimmung, die auf die sozialpolitisch begründete Untersuchungsmaxime gemäss <ref-law> verweist, entbindet die Parteien nicht von der aktiven Mitwirkung im Prozess. Die Parteien tragen vielmehr auch im Bereich dieser Untersuchungsmaxime die Verantwortung dafür, dass die relevanten Behauptungen vorgebracht werden; ebenso sind sie grundsätzlich für die Sachverhaltsermittlung verantwortlich (<ref-ruling> E. 2c S. 236; vgl. auch <ref-ruling> E. 4a S. 238 f.). Dass sich das Gericht über die Vollständigkeit der Behauptungen und Beweise zu versichern hat, wenn diesbezüglich ernsthafte Zweifel bestehen, zwingt das Gericht jedenfalls bei anwaltlich vertretenen Parteien nicht, das Beweisverfahren beliebig auszudehnen, soweit eine Partei - wie vorliegend die Klägerin - mit ihrem Hauptantrag den Lohnvergleich im Verhältnis zu einem bestimmten anderen Arbeitnehmer verlangt und die gerügte Diskriminierung ausschliesslich in Bezug auf den Lohn dieses Arbeitnehmers behauptet. In dieser Hinsicht hat die Vorinstanz entgegen der Meinung der Klägerin keine unklare Rechtslage angenommen, sondern sie ist in Würdigung der Beweise zum Schluss gelangt, dass die Klägerin sowohl in Bezug auf die ausgeführten Tätigkeiten als auch auf ihre Leistungen weder die gleiche noch gleichwertige Arbeit wie ihr Vorgänger erbracht hat.
d) Die Rügen der Klägerin hinsichtlich des Hauptantrages erweisen sich als unbegründet, soweit sie zu hören sind. Die Vorinstanz ist ohne Verletzung von Bundesrecht zum Schluss gelangt, dass die Klägerin nicht dieselbe Arbeit verrichtet hat wie ihr Vorgänger. Sie hat zu Recht die Klage abgewiesen, mit welcher die Klägerin die Differenz zum Lohn ihres Vorgängers verlangt hat. Damit erübrigt sich, zur Versehensrüge Stellung zu nehmen, welche die Beklagte in diesem Zusammenhang mit der Berufungsantwort erhebt.
3.- Die Vorinstanz ist auf den von der Klägerin mit der Appellation gestellten Eventualantrag (Ziff. 2 lit. b) aus Gründen des kantonalen Verfahrensrechtes nicht eingetreten. Sie sah darin eine unzulässige Erweiterung des Prozessgegenstandes. Die Klägerin wirft der Vorinstanz eine Verletzung von <ref-law> vor. Sie macht geltend, sie habe mit dem Eventualantrag nur weniger, nicht aber Anderes als mit dem Hauptantrag verlangt.
a) Der Anspruch auf gleichen Lohn von Mann und Frau für gleichwertige Arbeit gemäss <ref-law> (Art. 4 Abs. 2 Satz 3 aBV) bzw. das Verbot der Diskriminierung bei der Entlöhnung (<ref-law>) gilt für öffentlichrechtliche wie für privatrechtliche Arbeitsverhältnisse (<ref-ruling> E. 2 S. 370; <ref-ruling> E. 1a und b S. 110 f.). Eine Diskriminierung kann sich sowohl aus der generellen Einstufung bestimmter Funktionen im Rahmen eines Lohn- oder Tarifsystems wie aus der konkreten Lohnbemessung für eine bestimmte Person ergeben. Sie kann in beiden Fällen darauf zurückzuführen sein, dass Arbeitsleistungen nach direkt oder indirekt diskriminierenden Kriterien bewertet werden oder dass neutrale Bewertungskriterien tatsächlich inkonsequent zu Lasten eines Geschlechts angewandt werden, weil ein zur Begründung einer ungleichen Bewertung herangezogenes Kriterium gar nicht vorhanden ist oder für die Ausübung einer konkreten Tätigkeit keine Rolle spielt (<ref-ruling> E. 3 S. 371 mit Hinweisen). Der Anspruch auf Lohngleichheit beruht in jedem Fall auf einem Vergleich sowohl der Entlöhnung wie der Arbeit von Arbeitnehmerinnen einerseits und von Arbeitnehmern anderseits. Er besteht nicht unabhängig von den Löhnen, welche die betreffende Arbeitgeberin ihren Arbeitnehmern ohne die gerügte geschlechtsbezogene Diskriminierung bezahlt.
b) Aus dem geschlechtsspezifischen Lohngleichheitsgebot selbst ergibt sich eine minimale Prüfungspflicht des Gerichts. Daraus leitet die Rechtsprechung bundesrechtliche Anforderungen an die Erhebung des Sachverhalts für Gleichstellungsangelegenheiten ab (<ref-ruling> E. 3 S. 371 mit Hinweisen). So ist für die Beurteilung der Gleichwertigkeit von Arbeiten insbesondere verlangt worden, dass ein arbeitswissenschaftliches Gutachten eingeholt werde, soweit ohne spezifische Fachkenntnisse die Bewertung jener Arbeiten nicht überprüft werden kann, welche dem Lohngefüge eines Arbeitgebers zugrunde liegt (<ref-ruling> E. 5c S. 391). Gestützt auf derartige arbeitswissenschaftliche Gutachten betreffend die Bewertung unterschiedlicher Funktionen in einem Unternehmen lassen sich auch Feststellungen über die verhältnismässige Gleichwertigkeit unterschiedlicher Arbeiten und Leistungen machen (vgl. <ref-ruling> E. 4g und h S. 535 ff.). Derartige Funktions- und Arbeitsbewertungen beziehen sich aber auf unterschiedliche Tätigkeiten oder unterschiedliche Leistungen der Arbeitnehmerinnen oder Arbeitnehmer, deren Lohn verglichen und auf allfällige geschlechtsbezogene Diskriminierungen untersucht wird. Da die Klägerin im kantonalen Verfahren stets betont hat und auch im Rahmen der Berufung ausdrücklich daran festhält, dass sie genau die gleiche Stellung mit den gleichen Pflichten einnahm wie ihr Vorgänger, bestand für die kantonalen Gerichte keine Veranlassung, ein derartiges arbeitswissenschaftliches Gutachten einzuholen. Worauf sich bei dieser Sachlage ein Schluss über einen allfälligen diskriminierenden Lohnunterschied hätte stützen können, ist der Berufung aber nicht zu entnehmen. Die Klägerin kritisiert vielmehr auch in dieser Hinsicht die tatsächliche Feststellung der Vorinstanz, wonach sie im Vergleich zu ihrem Vorgänger eingeschränktere Tätigkeiten ausgeübt habe. Damit ist sie auch hier nicht zu hören (Art. 63 Abs. 2 OG).
4.- Aus diesen Gründen ist die Berufung abzuweisen, soweit auf sie eingetreten werden kann, und das angefochtene Urteil zu bestätigen.
Gerichtskosten werden nicht erhoben (<ref-law>). Dem Ausgang des Verfahrens entsprechend hat die Klägerin die Beklagte für das bundesgerichtliche Verfahren zu entschädigen (Art. 159 Abs. 1 und 2 OG).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.- Die Berufung wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist, und das Urteil des Obergerichts (I. Kammer als Appellationsinstanz) des Kantons Luzern vom 13. September 1999 wird bestätigt.
2.- Es werden keine Kosten erhoben.
3.- Die Klägerin hat die Beklagte für das bundesgerichtliche Verfahren mit Fr. 6'000.-- zu entschädigen.
4.- Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht (I. Kammer als Appellationsinstanz) des Kantons Luzern schriftlich mitgeteilt.
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Lausanne, 11. Februar 2000
Im Namen der I. Zivilabteilung
des SCHWEIZERISCHEN BUNDESGERICHTS
Der Präsident:
Der Gerichtsschreiber: