In Dieselmotoren werden Glühkerzen im Brennraum für die Vorheizung beim Kaltstart oder-als Glühstab im Ansaugka- nal-für die Ansaugluftvorwärmung eingesetzt. Die Glühker- ze oder der Glühstab bestehen aus einem korrosionsfreien metallischen Mantel, aus einer Heiz-und einer Regelwendel und aus einer elektrisch isolierenden, verdichteten Pulver- füllung. Die Heiz-und Regelwendel besteht im Heizbereich aus einem ferritischen Stahl, an die ein Reinnickeldraht als Regelwiderstand angeschweißt ist.

Der Werkstoff der Heizwendel unterliegt während des Betrie- bes einer thermischen und chemischen Beeinflussung, die die Lebensdauer der Glühkerze beeinträchtigen kann. Zumindest stellen diese Einflüsse wesentliche Parameter hinsichtlich der Lebensdauer der Glühkerze dar. Aufgrund der hohen Be- triebstemperaturen der Heizwendel und eines nach wie vor noch vorhandenen Sauerstoffangebotes in der verdichteten Pulverfüllung kommt es zu einer schleichenden Korrosion der Heizwendel. Und zwar kann es zum einen zu einer interkri- stallinen Korrosion kommen, die durch Kristallwachstum und Neigung zur Grobkornbildung bei ferritischen Heizleitern gefördert wird. Zum anderen kann es bei hohen Temperaturen zur Korrosion an der freien Oberfläche der Heizwendel und somit zur Schwächung des Heizdrahtquerschnittes kommen.

Als Pulverfüllung wird im allgemeinen Magnesiumoxid verwen- det. Um den in den Poren der Pulverfüllung enthaltenen Luftsauerstoff zu minimieren, wird das Pulver sehr stark verdichtet, indem der gefüllte Metallmantel von außen durch ein konzentrisch wirkendes Schlagwerkzeug gestaucht und da- durch im Durchmesser reduziert wird. Die Pulverfüllung wird im Bereich der Heizstabspitze besonders stark verdichtet, indem dort der Metallmantel konisch gestaucht wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäß zugrundege- legte Glühkerze bezüglich einer höheren Lebensdauer der Heizwendel zu verbessern.

Diese Aufgabe wird-ausgehend von der gattungsgemäß zu- grundegelegten Glühkerze-erfindungsgemäß durch die kenn- zeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß bei dem Verdichten der Pulver- füllung durch das radiale Stauchen des Mantelrohres auch der Draht der Heizwendel und der der Regelwendel mechanisch stark beansprucht und dabei unbeabsichtigt z. B. durch Ker- ben, Vertiefungen o. dgl. vorgeschädigt, d. h. lokal im Quer- schnitt verengt wird. Aufgrund der Härtezunahme der Wendel an ihrer Oberfläche, insbesondere durch Nitrieren, ist die Wendel in der Lage, die mechanische Beanspruchung beim Ver- dichten der Pulverfüllung ohne nennenswerte Vorschädigung zu überstehen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unter- ansprüchen entnommen werden ; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei- spieles nachfolgend noch erläutert ; dabei zeigen : Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Glühkerze, Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit II aus Figur 1 und Fig. 3 einen Querschnitt durch eine herkömmliche Glühkerze im Bereich der Einzelheit II mit oberflächlichen Vorschädigungen der Wendel durch die mechanische Be- anspruchung beim Verdichten der Pulverfüllung.

In Dieselmotoren werden Glühkerzen im Brennraum für die Vorheizung beim Kaltstart oder-als stabförmige Flammglüh- kerze oder Flammanlage im Zuluftkanal-für die Luftvorwär- mung eingesetzt. Das in Figur 1 dargestellte Ausführungs- beispiel einer Glühkerze weist ein Glührohr 5 auf, das in einem Kerzenkörper 1 gehaltert und mit ihm elektrisch lei- tend verbunden ist. Der Mantel des Glührohres besteht meist aus einer nickelreichen Eisenlegierung oder aus einer kor- rosionsfreien Nickelbasislegierung wie z. B. Inconel 601 und ist elektrisch in der Regel als Massepol, also negativ ge- schaltet. Diese elektrische Masse-Verbindung kommt über das Einschraubgewinde 7 und/oder durch den Konus 7a am unteren strirnseitigen Ende des Kerzenkörpers 1 zustande.

In dem Glührohr ist eine Heizwendel 8 mit einer aber eine Verbindungsschweißung 11 daran angeschweißten Regelwendel 9 und eine elektrisch isolierende, verdichtete Pulverfüllung 10 angeordnet. Diese Pulverfüllung hat, insbesondere in verdichtetem Zustand, mehrere Funktionen : Sie sorgt zu- nächst dafür, daß die Heiz- (8) und Regelwendel 9 innerhalb des Glührohres ortsfest untergebracht und fixiert sowie elektrisch isoliert gehaltert sind. Durch das verdichte Pulver muß die in der Heizwendel 8 erzeugte Wärme möglichst gut an den Mantel des Glührohres weitergeleitet werde. Au- ßerdem sollen durch die Komprimierung des Pulvers etwaige Lufteinschlüsse, insbesondere ein gewisser Restsauerstoff möglichst beseitigt werden. Dies erfordert macht eine be- sonders intensive Verdichtung des Pulvers, insbesondere im Bereich der Heizwendel 8.

Die Heiz-und Regelwendel 8,9 besteht im Heizbereich (Heizwendel 8) aus einem ferritischen Stahl, z. B. aus einer Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung mit 17 bis 22 % Chrom und 3 bis 7 % Aluminium ; eine häufig verwendete Legierung ist Kantal AF CrAl225. An eine solche Heizwendel ist ein gewen- delter Draht (Regelwendel 9) aus reinem Nickel angeschweißt (Verbindungsschweißung 11), der die Funktion eines Regelwi- derstandes besitzt. Die Heizwendel 8 ist in der Spitze des Glührohres über eine Dichtschweißung 12 mit dem Glührohr verbunden.

Das andere Ende der Regelwendel 9 ist mit einem in einer Isolierscheibe 4 eingebetteten Anschlußbolzen 2 verbunden, der elektrisch isoliert und über eine Dichtung 6 abgedich- tet aus dem Kerzenkörper 1 herausgeführt ist. Der Anschluß- bolzen wird über eine Mutter 3, die eine Kabelöse sicher mit dem Anschlußbolzen kontaktiert, mit dem Pluspol einer Stromquelle verbunden. Außerdem ist der Anschlußbolzen 2 am oberen offenen Ende des Glührohres mit einer weichen iso- lierenden Dichtung 6'abgedichtet, die ein Eindringen von Luftsauerstoff in die komprimierte Pulverfüllung zuverläs- sig verhindern soll.

Als Pulverfüllung 10 wird im allgemeinen Magnesiumoxid ver- wendet. Um die Pulverfüllung-wie beschrieben-zu ver- dichten, wird das gefüllte Glührohr von außen durch ein konzentrisch wirkendes Schlagwerkzeug radial gestaucht und dadurch im Durchmesser reduziert, wobei auch ein konischer Verlauf erreichbar ist. Vor allem im Bereich der Glührohr- spitze wird die Pulverfüllung besonders stark verdichtet, indem dort der Metallmantel besonders stark radial ge- staucht wird. Aufgrund der starken Verdichtung der Pulverfüllung wird die gesamte Wendel 8,9, insbesondere aber die Heizwendel 8 me- chanisch stark beansprucht. Bei der radialen Stauchung des Glührohres 5 wird nicht nur dessen Mantel plastisch ver- formt, sonder auch die eingelagerten Wendeln 8 und 9. Die verdichtende und verdichtete Pulverfüllung 10 überträgt Kraftwirkungen von den außen angreifenden Schlagwerkzeugen isostatisch auch auf die Windungen der Heiz-und Regelwen- deln 8 bzw. 9 und reduzieren deren Durchmesser bei diesem Vorgang in entsprechendem Maße. Nachdem aber die Pulverfül- lung nicht völlig homogen ist, sondern gewissen Ungleichmä- ßigkeiten unterliegt, sind die über die Pulverfüllung auf die Wendeln ausgeübten Kräfte entsprechend der Streuung der Pulverdichte lokal unterschiedlich groß.

Bei unbehandelten Wendeln führt dies zu einer lokal unter- schiedlichen plastischen Stauchung der Wendeln. Die unter- schiedliche Stauchung ihrerseits ruft eine stochastisch ge- narbte Oberfläche der Wendeln 8'hervor, wie diese in Figur 3 am Beispiel einer herkömmlichen Ausführung einer Glühker- ze mit unbehandelter Wendel 8'gezeigt ist. Diese Wendel weist bereits im Neuzustand nach der Pulververdichtung eine genarbte Oberfläche 15 auf. In dieser Oberflächennarbung ist nach den Erkenntnissen der Erfindung eine gewisse Vor- schädigung zu erblicken. Es kann nämlich aufgrund einer solchen stochastischen Narbung zu lokalen Querschnitts- verengungen des Leitungsquerschnittes der Wendel kommen.

Diese lokale Querschnittsverengung wiederum führt zu einer lokalen Erhöhung des elektrischen Widerstandes und somit im Betrieb zu einer lokal stärkeren Erwärmung der Wendel. Das bedeutet, daß die thermischen und chemischen Alterungspro- zesse an dieser Stelle aufgrund des höheren Temperaturni- veaus schneller ablaufen als an anderen Stellen. Eine sol- che, anfänglich nur kleine, narbungsbedingte Verengung des Leitungsquerschnitts der Wendel kann somit lebensdauerbe- stimmend, also lebensdauerverkürzend sein.

Erfindungsgemäß soll die Lebensdauer der Wendeln, insbeson- dere die beim Verdichten besonders stark mechanisch bean- spruchte Heizwendel 8, die im Betrieb auch thermisch beson- ders stark beansprucht ist, erhöht werden. Zur Lebensdau- ererhöhung werden erfindungsgemäß die elektrisch leitenden Wendeln 8,9, zumindest aber die besonders gefährdete Heiz- wendel 8, an der Oberfläche gehärtet. Und zwar wird vor- teilhafter Weise eine Diffusionsbehandlung wie Nitrieren empfohlen, welche durch Nitridbildung in der Diffusionszone zu einer Steigerung der Härte führt und infolge der Diffu- sionsvorgänge einen allmählichen Übergang von der gehärte- ten Randzone zum weichen Kern ergibt. Diese Diffusionszone 13 der Wendeln 8,9 weist zweckmäßiger Weise eine Tiefe t von etwa 5 bis 10 Hm auf.

Aufgrund der Härtung der Wendeln lediglich in einer ober- flächennahen Randschicht 13 bleiben die Wendeln gleichwohl als ganzes plastisch verformbar. Andererseits wird eine ausgeprägte Narbung der Drahtoberfläche beim radialen Ver- dichten der Pulverfüllung durch die Randschichthärtung ver- mieden. Die Wendeln weisen auch nach dem Verdichten der Pulverfüllung eine glatte Oberfläche 14 auf. Dadurch werden mechanische Vorschädigungen des Leiterdrahtes vermieden.

Die folge ist eine höhere Lebensdauererwartung des Leiters und somit der gesamten Glühkerze.