Herstellungsverfahren für eine Glühstiftkerze

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der Glühstiftkerze nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Aus WO 03/038340 A1 ist eine elektrisch beheizbare Glühkerze und ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch beheizbaren Glühkerze bekannt. Gemäß des aus WO 03/038340 A1 bekannten Verfahrens wird eine elektrisch beheizbare Glühkerze für Verbrennungskraftmaschinen hergestellt, bei dem eine elektrisch leitfähige Heizwendel, die zumindest teilweise aus Aluminium gefertigt wird, insbesondere aus einer Aluminium-Eisen-Chrom-Legierung, in ein endseitig geschlossenes Glührohr eingebracht wird. Vor dem Betrieb der Glühkerze werden in das Glührohr Sauerstoffdonatoren eingebracht, um vor oder bei der Beheizung der Heizwendel eine Aluminiumoxidschicht an der Oberfläche der Heizwendel zu bilden. Nach dem Einbringen der Heizwendel in den Bereich der Spitze des Glührohrs wird ein erstes Isolierpulver in das Glührohr eingefüllt, welches ein als Sauerstoffdonator wirkendes Material umfasst. Die Heizwendel ist möglichst vollständig in dieses erste Isolierpulver eingebettet.

[0003] Aus DE 197 55 822 A1 ist eine Glühstiftkerze bekannt. Die Glühstiftkerze wird im Brennraum luftverdichtender Brennkraftmaschinen eingebaut und weist ein rohrförmiges metallisches Kerzengehäuse auf. In das Kerzengehäuse ist eine Längsbohrung eingelassen, in der ein Glühstift mit einem Teil seiner Länge abdichtend eingesetzt ist. Ferner ist ein zur Stromzuführung dienender, teilweise im Glühstift liegender Anschlussbolzen vorgesehen, in dem eine der Glühstiftspitze zugewandte, axial verlaufende Ausnehmung ausgebildet ist, in der durch eine Steck/Stemmverbindung zwischen dem Anschlussbolzen und den Zentrierwindungen der Glühwendel eine Verbindung hergestellt ist. In dem der Glühstiftspitze zugewandten Ende des Anschlussbolzens befindet sich eine längliche, in Achsrichtung des Anschlussbolzens verlaufende und nach einer Seite offene Ausnehmung beziehungsweise Sicke. Deren lichte Weite entspricht am Umfang des Anschlussbolzens etwa der des Durchmessers der Zentrierwindungen der Glühwendel.

[0004] Aus DE 102 48 802 A1 ist eine Glühstiftkerze mit stark verkürzter Regelwendel bekannt. Die Glühstiftkerze umfasst ein Kerzengehäuse und eine an dem Kerzengehäuse angeschlossene Anschlussvorrichtung für den Glühstrom, einem mit der Anschlussvorrichtung gekoppelten Glührohr, welches an seiner dem Kerzengehäuse abgewandten Seite verschlossen ist. Des Weiteren umfasst die Glühstiftkerze ein Glührohr, an dem an einem mit der Anschlussvorrichtung gekoppelten Anschlussbolzen ein drahtwendelförmiges Widerstandselement angeordnet ist, wobei das Widerstandselement aus einer Heizwendel und einer Regelwendel besteht. Die Regelwendel umfasst einen Widerstand zwischen 20 und 100 mΩ.

[0005] Aus DE 101 57 466 A1 ist eine elektrisch beheizbare Glühkerze und ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch beheizbaren Glühkerze bekannt. Gemäß des aus DE 101 57 466 A1 bekannten Verfahrens wird eine elektrisch beheizbare Glühkerze für Verbrennungskraftmaschinen hergestellt, bei dem eine elektrisch leitfähige Heizwendel, die zumindest teilweise aus Aluminium gefertigt wird, insbesondere aus einer Aluminium-Eisen-Chrom-Legierung, in ein endseitig geschlossenes Glührohr eingebracht wird. Vor dem Betrieb der Glühkerze werden in das Glührohr Sauerstoffdonatoren eingebracht, um vor oder bei der Beheizung der Heizwendel eine Aluminiumoxidschicht an der Oberfläche der Heizwendel zu bilden. Nach dem Einbringen der Heizwendel in den Bereich der Spitze des Glührohrs wird ein erstes Isolierpulver in das Glührohr eingefüllt, welches ein als Sauerstoffdonator wirkendes Material umfasst. Die Heizwendel ist möglichst vollständig in dieses erste Isolierpulver eingebettet.

[0006] Bei den aus DE 197 55 822 A1, DE 102 48 802 A1 und DE 101 57 466 A1 bekannten Glühstiftkerzen sind Glühstifte teilweise von einem rohrförmigen Kerzengehäuse umschlossen. Der gemäß dieser Lösung jeweils eingesetzte Glühstift umfasst ein metallisches Glührohr aus einer Heizwendel mit einer daran angeordneten Regelwendel sowie eine elektrisch isolierende, innerhalb des Glührohrs verdichtete Pulverfüllung. Die Pulverfüllung sorgt dafür, dass die Heizwendel im Inneren des Glührohrs ortsfest untergebracht und fixiert ist.

[0007] FR-A-2 579 116 beschreibt ein Beschichtungsverfahren um eine Schutzschicht an der Mantelfläche eines Glührohrs aufzubauen, die vor Korrosion und Erosion schützt. Hier wird das obere Ende der Mantelfläche mit Graphitpuder und einem Bindemittel vorbeschichtet. Die Mantelfläche der Glühkerze wird der vollen Länge nach in eine Reaktionsleitung eingebracht, wo je nach Beschichtung verschiedene Reaktionsgemische via Mikrowellen-Induktionsheizung aufgebracht werden. Nach dieser Behandlung wird die Beschichtung des mit Grafit vorbeschichteten Teils entfernt und somit ist eine Beschichtung nur im vorderen Bereich der Mantelfläche vorgesehen.

[0008] Aus DE 10 2005 024622 A1 ist eine Stabglühkerze mit einem Halter und einem darin angeordneten Heizstab mit Metallglührohr, das glühseitig vom Halter vorsteht. Zur Verlängerung der Lebensdauer ist das Metallglührohr an seinem vom Halter vorstehenden Teil wenigstens teilweise mit einer Beschichtung aus einem hochtemperaturfesten Material, beispielsweise aus einer Glasurpaste versehen.

[0009] Das Glührohr ist in der Regel als Massepol negativ geschaltet. Die Glühwendel ist auf der Heizleiterseite mit der Spitze des Glührohrs verschweißt. Das andere Ende der Glühwendel ist mit einem Anschlussbolzen verbunden, der elektrisch isoliert und abgedichtet aus dem Sockel der Glühkerze herausgeführt wird und mit dem Pluspol der Stromquelle verbunden wird. Zusätzlich ist der Anschlussbolzen des Innenpols am oberen offenen Ende des Glührohrs mit einer weichen, isolierenden Vitondichtung abgedichtet, die gegen Eindringen von Luft zuverlässig abdichtet. Die Glühwendel besteht im Heizbereich (Heizwendel) aus einem ferritischen Stahl, z. B. aus einer Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung. An eine derart ausgebildete Heizwendel ist eine weitere Wendel aus reinem Nickel oder einer CO-Fe-Legierung angeschweißt, welche die Funktion eines PTC-Regelwiderstandes übernimmt.

[0010] Als Pulverfüllung zur Fixierung der Wendel innerhalb des Glührohrs wird in der Regel Magnesiumoxid eingesetzt. Die Heizleiterlegierung schützt sich bei Glühen an der Luft innerhalb kürzester Zeit durch die Ausbildung einer dünnen α-Al₂O₃-Schicht gegen weitere Korrosion. Diese Voraussetzung ist jedoch bei Glühstiftkerzen aufgrund eines anfänglichen Sauerstoffmangels im eingebetteten Zustand der Heizwendel im Isolierpulver nicht gegeben. Während der zyklischen thermischen Beanspruchung während des Einsatzes "atmet" der Glühstift jedoch. Dadurch können geringe Mengen Luft in das Innere des Glühstiftes, d. h. des Hohlraumes, der an sich durch die Vitondichtung abgedichtet sein sollte, eindringen, so dass es zur gleichzeitigen Reaktion des Heizwendelmaterials mit Sauerstoff und Stickstoff kommt. Stickstoff führt im Gegensatz zu Sauerstoff, der an der Oberfläche der Heizwendel eine schützende Aluminiumoxid-Schicht bildet, zur Bildung von Aluminiumnitrid im Inneren der Wendel. Die Bildung von Aluminiunmitrid im Inneren der Wendel hat einen lokalen Anstieg des elektrischen Widerstandes und damit ein frühzeitiges Versagen der Heizwendel der Glühstiftkerze zur Folge. Außerdem kann es an der metallischen Oberfläche der Heizwendel bei höheren Temperaturen zu chemischen Reaktionen mit Pulververunreinigungen kommen, die im Isolierpulver enthalten sein können, die gleichfalls zu einer frühzeitigen Schädigung der Heizwendel und zum Versagen der Glühfunktion führen können.

Offenbarung der Erfindung

[0011] Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Heizwendel der Glühstiftkerze vor dem bestimmungsgemäßen Gebrauch der Glühstiftkerze einer thermischen Behandlung zu unterziehen, derart, dass an der Oberfläche der Heizwendel eine Beschichtung als Schutzschicht entsteht. Die Beschichtung ist dabei eine Oxidschicht, die sich durch Oxidation eines Legierungsbestandteils des Materials der Heizwendel aufgrund der thermischen Behandlung der Heizwendel ausbildet.

[0012] Die Beschichtung mittels Voroxidation erfolgt bei einem relativ hohen Sauerstoffdruck, z. B. in einer reinen Sauerstoffatmosphäre oder in Luft. Eine besonders wirksame Schutzschicht durch Voroxidation wird bei Verwendung eines mit Aluminium legierten Materials der Heizwendel erreicht, wobei der Aluminiumbestandteil des Materials der Heizwendel durch die thermische Behandlung der Heizwendel an der Oberfläche der Heizwendel eine α-Al₂O₃-Schicht ausbildet. Sobald sich auf der Oberfläche der Heizwendel die α-Al₂O₃-Schicht gebildet hat, ist das Material der Heizwendel wirksam geschützt, so dass chemische Reaktionen verhindert werden. Die α-Al₂O₃-Schicht bewirkt eine Erhöhung der Lebensdauer der Glühstiftkerze durch ihre Schutzfunktion. Schädigende chemische Reaktionen können beispielsweise durch die Bildung von Aluminiumnitrid im Inneren des Wendelmaterials oder auch durch chemische Reaktion von chemischen Fremdbestandteilen des Magnesiumoxides ausgehen. Diese chemischen Reaktionen sind mit dem Nachteil verbunden, dass diese eine Anfangsschädigung des Materials der Heizwendel bewirken und somit die Betriebszeit der Glühstiftkerze höchst negativ beeinflussen.

[0013] In einer nicht zur Erfindung gehörigen Auführungsform wird die als Heizwendel eingesetzte Glühwendel in eine geeignete Aufnahme gespannt und vorzugsweise leicht auseinandergezogen werden. Durch das in einer horizontalen oder vertikalen Ebene erfolgende Auseinanderziehen der einzelnen Windungen der Heizwendel wird verhindert, dass die einzelnen Windungen in Kontakt miteinander stehen. Dadurch wird eine größere Oberfläche zur Bildung der α-Al₂O₃-Schicht geschaffen, d. h. es ist der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung und dem daraus hervorgehenden Verfahrens folgend, gewährleistet, dass sich an der gesamten Oberfläche des als Heizwendel eingesetzten, bevorzugt in Drahtform vorliegenden Wendelmaterials die besagte α-Al₂O₃-Schicht ausbildet, die das Material der Wendel in oben geschilderter Weise gegen chemische Reaktionen schützt. Anschließend kann selektiv der Heizwendelteil, d. h. der Teil des Wendelmaterials, der im Glührohr am brennraumseitigen Ende aufgenommen ist, unter Anlegen einer äußeren Spannung zwischen 1000 °C und 1300 °C in einer Zeitspanne von 30 s bis 15 min geglüht werden. Dadurch wird die Bildung einer Oxidschicht auf dem Material der Heizwendel gefördert. In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens kann die Heizwendel bei einer Temperatur von 1200 °C für 10 min geglüht werden. Beim Glühen der Heizwendel oder des Heizwendelabschnittes im Glührohr ist dafür Sorge zu tragen, dass die Regelwendel nicht bei einem derartigen Spannungsniveau geglüht wird.

[0014] Nach Vornahme des Glühens der Heizwendel beziehungsweise des Heizwendelabschnittes wird die Heizwendel wie üblich in der Glühstiftkerze verbaut.

[0015] Alternativ zum vorstehend Gesagten, kann die Heizwendel erfindungsgemäß nach dem Verbinden mit einem Anschlussbolzen und nach dem Einbringen ins Glührohr durch eine das Glührohr an der Außenmantelfläche umschließende Induktionsspule passiv geglüht werden. Auch beim Passivglühen ist sicherzustellen, dass die außen anliegende Induktionsspule nur den vorderen Teil des Wendelmaterials d.h. die Heizwendel erfasst, und nicht die Regelwendel, die dieser Wärmebehandlung nicht ausgesetzt werden sollte.

Beschreibung der Zeichnungen

[0016] Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.

[0017] Es zeigen:

Figur 1

einen Schnitt durch die Glühstiftkerze mit in ein Glührohr eingelassener Heizwendel und mit einer Regelwendel,

Figur 2

einen nicht zur Erfindung gehörigen Aufbau zur Voroxidation der Heizwendel und

Figur 3

in schematischer Weise ein induktives Vorglühen der Heizwendel.

Ausführungsformen

[0018] Figur 1 zeigt, dass eine Glühstiftkerze 10 ein Gehäuse 12 umfasst, in welches ein Anschlussbolzen 14 eingelassen ist. Der Anschlussbolzen 14 ist über einen Rundstecker 18 oder eine anders gestaltete Schraub- oder Klemmverbindung mit einem Pluspol einer Strom- oder Spannungsquelle verbunden. Unterhalb des Rundsteckers 18 befindet sich eine Isolierscheibe 20 zur Isolierung des Gehäuses 14 gegen den Rundstecker 18. Unterhalb der Isolierscheibe 20 befindet sich eine Gehäusedichtung 16. Über die Gehäusedichtung 16 ist ein Hohlraum innerhalb des Gehäuses 12, in welchem der Anschlussbolzen 14 aufgenommen ist, gegen die Umgebung abgedichtet. Unterhalb des Anschlussbolzens 14 befindet sich innerhalb des Gehäuses 12 eine Heizkörperdichtung 22, die zum Beispiel als eine Vitondichtung ausgebildet sein kann. Mit dieser Heizkörperdichtung 22 ist der Anschlussbolzen 14 einerseits im Gehäuse 12 fixiert und andererseits gegen ein Glührohr 24 abgedichtet. Das Glührohr 24 ist dünnwandig ausgeführt, wobei seine Wand 26 einen Hohlraum umschließt und die Wand 26 die wärmeabgebende Mantelfläche 28 darstellt. Im Hohlraum des Glührohrs 24 befinden sich eine Regelwendel 30 und eine Heizwendel 32. Die Regelwendel 30 und die Heizwendel 32 sind an einer Fügestelle 40 miteinander stoffschlüssig verbunden. Der Hohlraum innerhalb des Glührohrs 24 ist mit einem Isoliermaterial 34 befüllt, bei dem es sich bevorzugt um Magnesiumoxid handelt. Die Regelwendel 30 ist mit einem Anschluss unterhalb des Anschlussbolzens 14, vergleiche Bezugszeichen 38, verbunden. Mit Bezugszeichen 36 ist die Fügestelle der Heizwendel 32 mit der Spitze des Glührohrs 24 bezeichnet.

[0019] Der Darstellung in Figur 3 lässt sich in schematischer Weise eine Anordnung zur Durchführung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Behandlung der Heizwendel der Glühstiftkerze gemäß Figur 1 entnehmen.

[0020] Figur 2 zeigt eine nicht zur Erfindung gehörige Vorrichtung zum Aufnehmen der unverbauten Heizwendel 32 mit einem ersten Aufnahmeteil 52 und einem zweites Aufnahmeteil 54. Sowohl das erste Aufnahmeteil 52 als auch das zweite Aufnahmeteil 54 sind mit einer Trägerplatte 58 unter Einbeziehung mindestens einer elektrischen Isolation 60 verbunden. Sowohl das erste Aufnahmeteil 52 als auch das zweite Aufnahmeteil 54 umfassen Einrichtungen zum Aufbringen einer Horizontalvorspannung. So können zum Beispiel das erste Aufnahmeteil 52 und das zweite Aufnahmeteil 54 jeweils mit Gewindeabschnitten versehen sein, durch welche Bolzenkörper 68 - wie in Figur 2 angedeutet - in horizontaler Zugrichtung, vergleiche Pfeil 62, auseinander gezogen werden können. Zwischen den einander zuweisenden Stirnseiten der Spannbolzen 68 ist eine Heizwendel 32 eingespannt. Die Enden von Einzelwindungen 55 der Heizwendel 32 sind mit den einander zuweisenden Stirnseiten der beiden Spannbolzen 68 verbunden. Des Weiteren können die beiden Spannbolzen 68 über Anschlusskabel 66 mit einer Spannungsquelle 50 in Verbindung gebracht werden. Dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren folgend, wird nach dem Einspannen und Befestigen der offenen Windungen 55 der Heizwendel 32 zwischen die einander zuweisenden Stirnseiten der Spannbolzen 68 eine in Axialrichtung wirkende Kraft aufgebracht, durch welche die einzelnen Windungen 55 der Heizwendel 32 in horizontale Zugrichtung 62 auseinandergezogen werden. Demnach werden die einzelnen Windungen 55 der Heizwendel 32 in horizontale Richtung gestreckt, bis das Material der einzelnen Windungen 55 in einen Abstand 64 gebracht ist, d. h. die einzelnen Windungen 55 der Heizwendel 32 einander nicht mehr kontaktieren. Dies bedeutet, dass die gesamte Oberfläche der Heizwendel 32 nunmehr einer Sauerstoffatmosphäre oder der Luft ausgesetzt ist. Der in der Luft enthaltene Sauerstoff reagiert mit der Oberfläche der Heizwendel 32, derart, dass sich an dieser insbesondere an dem gesamten Umfang der einzelnen Windungen 55 eine α-Al₂O₃-Beschichtung ausbildet. Diese α-Al₂O₃-Beschichtung ist durch eine kubische Gitterstruktur gekennzeichnet. Der in der Luft enthaltende Stickstoff reagiert wesentlich langsamer mit der Oberfläche der Heizwendel 32. Aufgrund der schnelleren Reaktion des in der Luft enthaltenden Sauerstoffs bildet sich die α-Al₂O₃-Beschichtung wesentlich schneller aus, so dass die Oberfläche der Heizwendel 32 gegen eine chemische Reaktion mit dem in der Luft enthaltenen Stickstoff sehr schnell geschützt ist.

[0021] Nach dem Strecken der Heizwendel 32 in der in Figur 2 schematisch angedeuteten Vorrichtung lässt sich an der gesamten Oberfläche des Materials der Heizwendel 32 eine α-Al₂O₃-Beschichtung erzeugen.

[0022] Ist die Heizwendel 32 in die in Figur 2 dargestellte Vorrichtung eingespannt, so können die beiden Spannbolzen 68 über die Spannungsquelle 50 beziehungsweise die Anschlusskabel 66 direkt bestromt werden. Dies bedeutet, dass die Heizwendel 32 in gestreckter Anordnung innerhalb der in Figur 2 dargestellten Vorrichtung direkt beheizt, d. h. direkt geglüht werden kann. Das Glühen der Heizwendel 32 erfolgt während einer Zeitspanne, die zwischen 30 s und 5 min liegt. Während dieser Zeitspanne wird in der Heizwendel 32 eine Temperatur im Temperaturbereich zwischen 1000 °C und 1300 °C erzeugt. Besonders gute Ergebnisse hinsichtlich einer gleichmäßigen Ausbildung der α-Al₂O₃-Beschichtung an der gesamten Oberfläche des Materials der Heizwendel 32 haben sich während einer Glühdauer von 10 min bei einer Temperatur von 1200 °C eingestellt. Je nach Applikationszweck und Durchmesser des Wendeldrahtes sowie Anzahl der Windungen 55 der Heizwendel 32 können auch unterschiedliche Glühdauern realisiert werden. Dies hängt in nicht unerheblichem Maße vom Durchmesser des Materials der Windungen 55 sowie von der Gesamtanzahl der Windungen 55 der Heizwendel 32 ab.

[0023] In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass mit dieser Behandlung ausschließlich die Heizwendel 32 zu behandeln ist und nicht die in Figur 1 dargestellte, sich zwischen dem Anschlussbolzen 14 und der Heizwendel 32 erstreckende, mit Bezugszeichen 30 bezeichnete Regelwendel. Durch das Auseinanderziehen, d. h. das Strecken der Heizwendel 32 in der in Figur 2 schematisch angedeuteten Vorrichtung, lässt sich erreichen, dass die gesamte Oberfläche des im Wesentlichen drahtförmig vorliegenden Materials der Heizwendel 32 der Luft beziehungsweise einer Sauerstoffatmosphäre ausgebildet ist, ausgesetzt werden kann, so dass eine gleichmäßige Ausbildung der α-Al₂O₃-Beschichtung an der Oberfläche des Materials der Heizwendel 32 erfolgt. Damit ist die Heizwendel 32 durch die Voroxidation gegen chemische Reaktionen geschützt, die zum Beispiel dadurch auftreten können, dass im Isoliermaterial 34, in welches die Heizwendel 32 sowie die Regelwendel 30 eingebettet sind, Verunreinigungen enthalten sein können, die zu chemischen Reaktionen führen. Aufgrund der vor Montage der Heizwendel 32 in dem Glührohr 24 erzeugten α-Al₂O₃-Beschichtung ist das Material gegen derartige chemische Reaktionen geschützt, so dass die Lebensdauer einer derart hergestellten Glühstiftkerze 10 entscheidend verlängert werden kann.

[0024] Bevorzugt wird die Behandlung der Oberfläche des Materials der Heizwendel 32 in einer zum Beispiel mit Sauerstoff angereicherten Atmosphäre durchgeführt.

[0025] Der Darstellung gemäß Figur 3 ist ein passives Vorglühen der Heizwendel gemäß der Erfindung einer Glühstiftkerze zu entnehmen. Dieses Ausführungsbeispiel lässt sich besonders vorteilhaft in den Fertigungsprozess der Glühstiftkerze integrieren.

[0026] Aus der schematischen Darstellung gemäß Figur 3 geht hervor, dass in dieser Ausgestaltungsvariante die Heizwendel 32, verbunden mit der Regelwendel 30, im Isolationsmaterial 34, welches im Glührohr 24 aufgenommen ist, eingebettet ist. In dieser Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens sind die Regelwendel 30 und die Heizwendel 32 mit dem Anschlussbolzen 14 elektrisch verbunden. Des Weiteren steht die Regelwendel 30 mit der Heizwendel 32 in elektrischem Kontakt, da beide an der Fügestelle 40 miteinander verbunden sind. Des Weiteren ist die Heizwendel 32 in der Darstellung gemäß Figur 3 mit einer Spitze 72 des Glührohrs 24 verbunden. Das Glührohr 24, welches mit dem Isolationsmaterial 34, bei dem es sich bevorzugt um Magnesiumoxid handelt, befüllt ist, nimmt sowohl die Regelwendel 30 als auch die Heizwendel 32 auf. Das Glührohr 24 umfasst die Wand 26, die dünnwandig ausgebildet ist, um einen besseren Wärmetransport zu ermöglichen. Die Mantelfläche 28 des Glührohrs 24 gemäß der schematischen Darstellung in Figur 3 ist von einer Induktionsspule 70 umschlossen. Die Induktionsspule 70 umfasst eine Anzahl von Windungen, welche die Mantelfläche 28 des Glührohrs 24 nur in dem Bereich umschließen, in dessen Inneren die Heizwendel 32 aufgenommen ist. Demnach wird die Regelwendel 30, die mit der Heizwendel 32 und dem Anschlussbolzen 14 elektrisch kontaktiert ist, nicht von den Windungen der Induktionsspule 70 umgeben. Die Induktionsspule 70 ist analog zur Darstellung gemäß Figur 2 mit einer Spannungsbeziehungsweise Stromquelle 50 über in Figur 3 ebenfalls nicht dargestellte Anschlusskabel verbunden.

[0027] Wird die Induktionsspule 70 mit der Spannungsquelle 50 verbunden, der Stromkreis geschlossen, so erfolgt ein Passivglühen der Heizwendel 32, die in diesem Zustand montiert im Glührohr 24 aufgenommen ist. Beim Passivglühen der Heizwendel 32 erfolgt deren Beheizung auf Temperaturen von 1000°C bis 1200°C während einer Zeitspanne von 3 min bis 15 min, bevorzugt bei 1200°C für etwa 10 min. Auch bei dem Passivglühen in dem in das Glührohr 24 einbauten Zustand der Heizwendel 32 erfolgt zumindest während der thermischen Behandlung der Heizwendel 32 ein Strecken der Heizwendel 32. Dabei wird mit geeigneten Mitteln beispielsweise der Anschlussbolzen 14 in vertikaler Richtung aus dem Glührohr 24 um einen Betrag gezogen, so dass die Windungen der Heizwendel 32 voneinander beabstandet sind, so wie im Zusammenhang mit Figur 2 beschrieben wurde. Dadurch wird gewährleistet, dass die Beschichtung an der gesamten Oberfläche der Heizwendel 32 entstehen kann.

[0028] Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren bei einer indirekten Beheizung der Heizwendel 32 über eine diese umgebende Induktionsspule 70, lässt sich eine Voroxidation der Heizwendel 32 der Glühstiftkerze 10 erreichen. Die Voroxidation verhindert chemische Reaktionen des blanken metallischen Materials der Heizwendel 32 bei dessen Einbettung in das Isolationsmaterial 34, da dieses verunreinigt sein kann. Des Weiteren bietet die α-Al₂O₃-Schicht auf der Oberfläche der Windungen 55 der Heizwendel 32 eine Erhöhung der Lebensdauer der Glühstiftkerze 10, da diese Beschichtung eine Schutzfunktion ausübt und verhindert, dass chemische Reaktionen mit dem Grundmaterial der Heizwendel 32 zustande kommen.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Glühstiftkerze (10) mit mindestens einer Heizwendel (32), insbesondere zur Behandlung der Heizwendel (32), wobei die Heizwendel in einem Glührohr (24) angeordnet und das Glührohr (24) in einem Gehäuse (12) befestigt ist und die Heizwendel (32) einer thermischen Behandlung unterzogen wird, derart, dass an der Oberfläche der Heizwendel (32) eine Beschichtung entsteht, die sich als Oxidschicht eines Legierungsbestandteils des Materials der Heizwendel (32) aufgrund der thermischen Behandlung der Heizwendel (32) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizwendel (32) nach Verbinden mit einem Anschlussbolzen (14) und nach Einbringen ins Glührohr (24) durch ins Glührohr (24) an einer Außenmantelfläche (28) im Bereich des Heizwendels (32) umschließende Induktionsspule (70) geglüht wird, wobei zumindest während der thermischen Behandlung die Heizwendel (32) gestreckt wird, derart, dass die Windungen (55) voneinander beabstandet sind, wobei ferner deren Beheizung auf Temperaturen von 1000°C bis 1200°C während einer Zeitspanne von 3 min. bis 15 min. erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit Aluminium legiertes Material für die Heizwendel (32) verwendet wird und dass mittels der thermischen Behandlung der Heizwendel (32) eine α-Al₂O₃-Beschichtung an der Oberfläche der Heizwendel (32) erzeugt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizwendel (32) bei 1200 °C für 10 min geglüht wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Behandlung zur Voroxidation der Heizwendel (32) unter Sauerstoffatmosphäre oder an der Luft durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizwendel (32) unmittelbar durch Anlegen einer Spannung im unverbauten Zustand zum Glühen gebracht wird.

Claims

1. Process for producing a sheathed-element glow plug (10) having at least one heater coil (32), in particular for treating the heater coil (32), wherein the heater coil is arranged in a glow tube (24), the glow tube (24) is fastened in a housing (12) and the heater coil (32) is subjected to heat treatment, in such a manner that a coating forms on the surface of the heater coil (32), said coating being formed as an oxide layer of an alloy constituent of the material of the heater coil (32) on account of the heat treatment to which the heater coil (32) is subjected, characterized in that the heater coil (32) is annealed after it has been connected to a connection pin (14) and after it has been introduced into the glow tube (24) by an induction coil (70) which surrounds the glow tube (24) on an outer lateral surface (28) in the region of the heater coil (32), wherein at least during the heat treatment the heater coil (32) is stretched, in such a manner that the turns (55) are spaced apart from one another, wherein furthermore said heater coil is heated to temperatures of 1000°C to 1200°C over a period of time of 3 minutes to 15 minutes.

2. Process according to Claim 1, characterized in that a material alloyed with aluminium is used for the heater coil (32), and in that an α-Al₂O₃ coating is produced on the surface of the heater coil (32) by means of the heat treatment to which the heater coil (32) is subjected.

3. Process according to either of the preceding claims, characterized in that the heater coil (32) is annealed at 1200°C for 10 minutes.

4. Process according to one of the preceding claims, characterized in that the heat treatment for preoxidation of the heater coil (32) is carried out under an oxygen atmosphere or in air.

5. Process according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the heater coil (32) is annealed directly by applying a voltage in the non-assembled state.

Revendications

1. Procédé de fabrication d'une bougie-crayon de préchauffage (10) qui présente au moins un filament chauffant (32), en particulier procédé de traitement du filament chauffant (32), le filament chauffant étant disposé dans un tube incandescent (24) et le tube incandescent (24) étant fixé dans un boîtier (12), le filament chauffant (32) subissant un traitement thermique qui forme à la surface du filament chauffant (32) un revêtement formé d'une couche d'oxyde d'un composant d'alliage du matériau du filament chauffant (32) suite au traitement thermique du filament chauffant (32),
caractérisé en ce que
après avoir été raccordé à un goujon de raccordement (14) et avoir été inséré dans le tube incandescent (24) par une bobine d'induction (70) qui enveloppe le tube incandescent (24) sur une surface d'enveloppe extérieure (28) au niveau du filament chauffant (32), le filament chauffant (32) est chauffé, le filament chauffant (32) étant étiré au moins pendant le traitement thermique de telle sorte que les spires (55) soient écartées les unes des autres, son chauffage s'effectuant en outre à une température de 1000°C à 1 200°C pendant une durée de 3 minutes à 15 minutes.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un matériau allié avec l'aluminium est utilisé pour le filament chauffant (32) et en ce que le traitement thermique du filament chauffant (32) forme un revêtement d'α-Al₂O₃ à la surface du filament chauffant (32).

3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le filament chauffant (32) est chauffé à 1200°C pendant 10 minutes.

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le traitement thermique est réalisé pour pré-oxyder le filament chauffant (32) dans une atmosphère d'azote ou dans l'air.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le filament chauffant (32) est amené à incandescence en lui appliquant une tension alors qu'il est en position non montée.

Zeichnung