EP0355431A2 - Alloy as material for control and heating elements having a positive temperature coefficient - Google Patents

Alloy as material for control and heating elements having a positive temperature coefficient Download PDF

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EP0355431A2
EP0355431A2 EP89113621A EP89113621A EP0355431A2 EP 0355431 A2 EP0355431 A2 EP 0355431A2 EP 89113621 A EP89113621 A EP 89113621A EP 89113621 A EP89113621 A EP 89113621A EP 0355431 A2 EP0355431 A2 EP 0355431A2
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EP
European Patent Office
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resistance
weight
nickel
temperature
glow plug
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EP89113621A
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EP0355431A3 (en
EP0355431B1 (en
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Gernot Dr. Hausch
Mechthild Schieck
Bertram Dupuis
Max Endler
Paul Bauer
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Beru Ruprecht & Co KG En Vacuumschmelze GmbH GmbH
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BERU Ruprecht GmbH and Co KG
Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Beru Werk Albert Ruprecht GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP0355431A3 publication Critical patent/EP0355431A3/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient

Definitions

  • the invention relates to a material for an electrical resistance element according to the preamble of patent claim 1.
  • Materials for electrical resistance elements with a positive temperature coefficient of the electrical resistance have an electrical resistance that increases with increasing temperature. After a voltage is applied, a comparatively high current flows, which then decreases with increasing heating of the resistance element. There is therefore a certain self-regulation effect. For this reason, materials for resistance elements with a positive temperature coefficient of electrical resistance are often used for control or heating elements. Due to their initially low resistance, they allow a high heating rate. By limiting the current as the temperature rises due to the positive temperature coefficient of the resistor, damage to the resistor element or its surroundings can be prevented even at high heating rates.
  • An electrical resistance heating element made of a material with a high positive temperature coefficient of electrical resistance is known for example from DE-OS 25 39 841. Nickel is mentioned as the material there.
  • the use of the element for thermal switches is disclosed in the same document.
  • the object of the invention is to provide a material for a resistance element which allows an even higher heating rate with improved control behavior.
  • temperature factors TF> 12 are achieved with the material according to the invention.
  • the resistance curve has a profile as a function of the temperature, which promotes short heating-up times.
  • FIG. 1 An important advantage of the material according to the invention for resistance elements is the special course of the resistance curve as a function of the temperature.
  • 2 shows the corresponding resistance ratio for an alloy with the composition of 71% by weight cobalt and 29% by weight iron (3).
  • the course of the resistance ratio of the materials according to the invention shows a relatively small increase up to the temperature T1 and then a steep, e.g. T. even abrupt increase. It therefore favors short heating-up times when temperatures of around 1000 ° C are to be reached.
  • the material according to the invention has a body-centered cubic structure ( ⁇ ), in the range between 750 and 900 ° C. there is a transition to a face-centered cubic structure ( ⁇ ).
  • the transition temperature T1 depends on the iron content in the respective alloy composition and increases with increasing iron content.
  • the conversion from the face-centered cubic structure ( ⁇ ) to the body-centered cubic structure ( ⁇ ) takes place at a temperature which is lower than T1, resulting in a hysteresis curve.
  • the hysteresis decreases with increasing iron content.
  • the course of the resistance ratio for the material according to the invention initially shows a relatively flat increase, which enables higher heating rates.
  • the ⁇ / ⁇ conversion occurs in cobalt-iron alloys with an iron content of more than 20% by weight.
  • the alloys may also contain nickel, but only to such an extent that the body-centered cubic structure is retained at room temperature.
  • the permissible nickel content increases with increasing iron content.
  • the maximum nickel content at which the alloy has a body-centered cubic structure at room temperature can be approximated by linear interpolation between the values of approximately 0% by weight with an iron content of 20% by weight and 15% by weight with an iron content of 35 wt .-% are determined. With an iron content of 25% by weight the nickel content can be a maximum of 5% by weight and with an iron content of 30% by weight a maximum of 10% by weight be.
  • the alloys can contain other elements, e.g. B. as processing additives with a proportion of up to 1% by weight.
  • alloys according to the invention are readily cold-formable and can be processed well into wires and strips or the like. Alloys with an iron content of more than 35% by weight, on the other hand, are becoming increasingly brittle due to the development of order.
  • the table lists the ⁇ / ⁇ transformation temperature T1, the specific electrical resistance at room temperature and at 1000 ° C. and the resulting temperature factor TF both for materials according to the invention and for iron and nickel.
  • An alloy with essentially the same composition as in example c) was produced by the melting process.
  • 0.2% by weight of manganese and 0.1% by weight of silicon were added as processing additives, the iron content was 25% by weight, the rest was cobalt.
  • a material with a composition of 71% by weight cobalt and 29% by weight iron was produced in the sintering process.
  • a material produced from the melt with a composition of 25% by weight iron, 5% by weight nickel, 0.2% by weight manganese and 0.1% by weight silicon as processing additives, the rest cobalt had an ⁇ / ⁇ transformation temperature T1 of 810 ° C and a temperature factor TF 17.
  • the materials according to the invention can be used particularly advantageously for glow plugs for diesel engines. There they can be used directly as a heating element or as a control element in connection with a heating element with a lower positive temperature coefficient.
  • the invention relates to a glow plug as described in the preamble of the main claim.
  • the glow plugs mentioned take a certain amount of time to heat up to their working temperature. Only then can the internal combustion engine be started. This period of time, also called the preheating time, is quite short for the candle mentioned. Nevertheless, it is still relatively long compared to the petrol engine, which is immediately ready to start.
  • the control coil is usually made of pure nickel, with a resistance ratio of about 7, based on a temperature ratio of 20 ° / 1000 ° C. that is, the resistance at 1000 ° C is about 7 times that at 20 ° C.
  • glow plugs can be produced whose heating-up time is in the range of approximately 5 to 6 seconds;
  • the temperature at the glow tube tip is then about 850 ° C, while after about 10 seconds a steady-state temperature of about 1140 ° C at nominal voltage is reached.
  • the object of the invention is to provide glow plugs, the heating-up time of which, while avoiding the disadvantages known from the prior art previously known glow plugs is significantly reduced, while at the same time ensuring a sufficient lifespan for the glow plugs. At the same time, such glow plugs should be easy to manufacture and make the use of control units to solve the task at hand unnecessary.
  • the invention also relates to a method for producing such glow plugs.
  • a resistance coil with a higher resistance is used as the control coil, it is not possible to achieve the desired shortening of the heating-up time if one aims at a steady-state temperature of around 1000 ° C.
  • Suitable materials are not, as is known from the prior art, pure nickel, but, for example, alloys of nickel / iron and cobalt / iron, in particular cobalt / iron, preferably alloys according to claims 7 and 8.
  • Glow plug plugs designed according to the invention show a behavior according to FIG. 2A with respect to their surface temperature as a function of time. While with this Example shown, the glow plug from the prior art has reached the glow plug tip temperature of 850 ° after about 8 seconds, the glow plug according to the invention reaches this temperature after about 3 to 4 seconds. In addition, it follows from the illustration that the glow plug according to the invention is "braked" very strongly with respect to the surface temperature and adjusts to a steady-state temperature according to FIG. 2A of approximately 1000 °, while the glow plug from the prior art has a steady-state temperature of approximately above 1150 °.
  • the low steady-state temperature of the glow plug according to the invention not only decisively improves the life of the glow plug; Above all, it also makes it possible to use this candle to afterglow the running engine with a higher generator voltage (up to 13 volts at the candle) without destroying the heating and control coil; This possibility of afterglow is of great importance for reducing the pollutants in the exhaust gas of diesel engines. In this way, the elaborate electrical or electronic controls that are otherwise to be provided are eliminated when afterglow.
  • FIG. 3A A typical embodiment of the glow plug according to the invention is shown in FIG. 3A.
  • Glow plug 1 designed as a closed glow tube, usually consists of corrosion-resistant material, preferably Inconel 600 or 601.
  • a spiral combination 2/3 is embedded in a thermally conductive insulating material 4 (for example magnesium oxide) in this protective tube.
  • a thermally conductive insulating material 4 for example magnesium oxide
  • the front section 2 of the coils arranged one behind the other is referred to as the heating coil and consists of a wire material with a low positive or negative temperature coefficient, preferably of a chrome / aluminum / iron wire.
  • the diameter of the wire is more common as 0.3 to 0.5 mm.
  • the heating coil 2 is usually connected to the control coil 3 by welding.
  • the control coil consists of an alloy of cobalt / iron, the cobalt content in the alloy being approximately 75% and the rest being iron;
  • this control coil 3 initially has a lower increase in resistance, while the resistance rises steeply in the range of the filament wire temperature from approximately 400 to approximately 900 °.
  • the desired steady-state temperature is also established according to the invention after about 8 seconds.
  • the annealing temperature of around 850 ° C is already reached after two to five seconds.
  • the diameter of the control coil in this embodiment is approximately 0.3 to 0.4 mm.

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Abstract

Material for an electrical resistance element having a positive temperature coefficient and heating plug having such a resistance element, the material having a resistance ratio, in relation to a temperature ratio of 20 DEG /1000 DEG C, of more than approximately 7.5 and a sudden resistance change occurring, in particular in the range of approximately 400 DEG to 900 DEG C.

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkstoff für ein elektri­sches Widerstandselement nach dem Oberbegriff des Patent­anspruchs 1.The invention relates to a material for an electrical resistance element according to the preamble of patent claim 1.

Werkstoffe für elektrische Widerstandselemente mit einem positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Wider­standes weisen einen elektrischen Widerstand auf, der mit steigender Temperatur zunimmt. Nach Anlegen einer Spannung fließt zunächst ein vergleichsweise hoher Strom, der dann mit zunehmender Erwärmung des Widerstandselementes ab­nimmt. Es findet somit ein gewisser Selbstregelungseffekt statt. Aus diesem Grunde werden Werkstoffe für Wider­standselemente mit einem positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes häufig für Regel- oder Heizelemente eingesetzt. Durch ihren zunächst niedrigen Widerstand erlauben sie eine hohe Aufheizrate. Durch die Strombegrenzung bei steigender Temperatur aufgrund des positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstandes kann eine Schädigung des Widerstandselementes oder seiner Umgebung auch bei hohen Aufheizraten verhindert werden.Materials for electrical resistance elements with a positive temperature coefficient of the electrical resistance have an electrical resistance that increases with increasing temperature. After a voltage is applied, a comparatively high current flows, which then decreases with increasing heating of the resistance element. There is therefore a certain self-regulation effect. For this reason, materials for resistance elements with a positive temperature coefficient of electrical resistance are often used for control or heating elements. Due to their initially low resistance, they allow a high heating rate. By limiting the current as the temperature rises due to the positive temperature coefficient of the resistor, damage to the resistor element or its surroundings can be prevented even at high heating rates.

Ein elektrisches Widerstandsheizelement aus einem Werk­stoff mit einem hohen positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes ist zum Beispiel aus der DE-OS 25 39 841 bekannt. Als Werkstoff wird dort Nickel genannt. Zusätzlich wird in der gleichen Schrift die Verwendung des Elements für Thermoschalter offenbart.An electrical resistance heating element made of a material with a high positive temperature coefficient of electrical resistance is known for example from DE-OS 25 39 841. Nickel is mentioned as the material there. In addition, the use of the element for thermal switches is disclosed in the same document.

Weiterhin ist die Ausnutzung des Regelverhaltens von Widerstandselementen mit hohem positivem Temperatur­koeffizienten des elektrischen Widerstandes in Glühkerzen für Dieselmotoren aus mehreren Patentschriften bekannt. Anordnungen mit Widerstandselementen nach dem Stand der Technik sind zum Beispiel aus der DE-PS 28 02 625, der DE-OS 21 15 620 oder der GB-PS 254 482 sowie aus dem Artikel von H. Weil in "Bosch Techn. Berichte" 5 (1977), S. 279 - 286 bekannt. Als entsprechende Werkstoffe werden in der GB-PS 254 482 Eisen, Nickel und Platin genannt. Aus der DE-OS 2 115 620 ist die Verwendung einer Nickel-Eisen-­Legierung bekannt.Furthermore, the exploitation of the control behavior of resistance elements with a high positive temperature coefficient of electrical resistance in glow plugs for diesel engines is known from several patents. Arrangements with resistance elements according to the prior art are, for example, from DE-PS 28 02 625, DE-OS 21 15 620 or GB-PS 254 482 and from the article by H. Weil in "Bosch Technical Reports" 5 (1977), pp. 279-286. GB-PS 254 482 mentions iron, nickel and platinum as corresponding materials. The use of a nickel-iron alloy is known from DE-OS 2 115 620.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Werkstoff für ein Widerstandselement anzugeben, das eine noch höhere Auf­heizgeschwindigkeit bei gleichzeitig verbessertem Regel­verhalten erlaubt.The object of the invention is to provide a material for a resistance element which allows an even higher heating rate with improved control behavior.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of patent claim 1.

Wählt man zur Darstellung der Widerstands-Charakteristik der Werkstoffe für Widerstandselemente mit positivem Temperaturkoeffizienten den Temperaturfaktor TF = R(1000°C) / R(20°C), der das Widerstandsverhältnis bei einer Temperatur von 1000°C und bei Raumtemperatur angibt, so ergibt sich TF = 4 für Platin, TF = 7 für Nickel und TF = 12 für Eisen. Mit dem erfindungsgemäßen Werkstoff werden dagegen Temperaturfaktoren TF > 12 erzielt. Desweiteren weist bei dem erfindungsgemäßen Werkstoff die Widerstandskurve in Abhängigkeit von der Temperatur einen Verlauf auf, der kurze Aufheizzeiten begünstigt.To display the resistance characteristics of the materials for resistance elements with a positive temperature coefficient, choose the temperature factor TF = R (1000 ° C) / R (20 ° C), which gives the resistance ratio at a temperature of 1000 ° C and at room temperature TF = 4 for platinum, TF = 7 for nickel and TF = 12 for iron. In contrast, temperature factors TF> 12 are achieved with the material according to the invention. Furthermore, in the material according to the invention, the resistance curve has a profile as a function of the temperature, which promotes short heating-up times.

Anhand der in der Tabelle aufgeführten Ausführungs­beispiele und des in Fig. 1 und 2 dargestellten Wider­standsverhältnisses R(T) / R(20°C) in Abhängigkeit von der Temperatur für erfindungsgemäße Werkstoffe und für Werkstoffe nach dem Stand der Technik soll die Erfindung näher erläutert werden.On the basis of the exemplary embodiments listed in the table and the resistance ratio R (T) / R (20 ° C.) shown in FIGS. 1 and 2 as a function of the temperature for materials according to the invention and for materials according to the prior art, the invention will be explained in more detail .

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Werkstoffes für Widerstandselemente ist der spezielle Verlauf der Widerstandskurve in Abhängigkeit von der Temperatur. In Fig. 1 ist das Widerstandsverhältnis R(T) / R(20°C) für eine Legierung, bestehend aus 79 Gew.% Kobalt und 21 Gew.% Eisen (1), sowie für eine Legierung bestehend aus 75 Gew.% Kobalt und 25 Gew.% Eisen (2) dargestellt. Fig. 2 zeigt das entsprechende Widerstandsverhältnis für eine Legierung mit der Zusammensetzung von 71 Gew.% Kobalt und 29 Gew.% Eisen (3). Der Verlauf des Widerstands­verhältnisses der erfindungsgemäßen Werkstoffe zeigt bis zur Temperatur T1 einen relativ geringen Anstieg und daran anschließend einen steilen, z. T. sogar sprungartigen Anstieg. Er begünstigt somit kurze Aufheizzeiten, wenn Temperaturen um etwa 1000°C erreicht werden sollen.An important advantage of the material according to the invention for resistance elements is the special course of the resistance curve as a function of the temperature. In Fig. 1, the resistance ratio R (T) / R (20 ° C) for an alloy consisting of 79 wt.% Cobalt and 21 wt.% Iron (1), and for an alloy consisting of 75 wt.% Cobalt and 25% by weight of iron (2). 2 shows the corresponding resistance ratio for an alloy with the composition of 71% by weight cobalt and 29% by weight iron (3). The course of the resistance ratio of the materials according to the invention shows a relatively small increase up to the temperature T1 and then a steep, e.g. T. even abrupt increase. It therefore favors short heating-up times when temperatures of around 1000 ° C are to be reached.

Die Ursache für diesen besonderen Verlauf der Wider­standskurve ist in einer Phasenumwandlung zu sehen. Bei Raumtemperatur weist der erfindungsgemäße Werkstoff eine kubisch raumzentrierte Struktur (α) auf, im Bereich zwischen 750 und 900°C findet ein Übergang zu einer kubisch flächenzentrierten Struktur (γ) statt. Die Umwandlungstemperatur T1 ist vom Eisenanteil in der jeweiligen Legierungszusammensetzung abhängig und steigt mit zunehmendem Eisengehalt an. Bei der Abkühlung erfolgt die Umwandlung von der kubisch flächenzentrierten Struktur (γ) zur kubisch raumzentrierten Struktur (α) bei einer Temperatur, die niedriger liegt als T1, wodurch eine Hysteresekurve entsteht. Die Hysterese wird mit steigendem Eisengehalt kleiner.The reason for this special course of the resistance curve can be seen in a phase change. At room temperature, the material according to the invention has a body-centered cubic structure (α), in the range between 750 and 900 ° C. there is a transition to a face-centered cubic structure (γ). The transition temperature T1 depends on the iron content in the respective alloy composition and increases with increasing iron content. During cooling, the conversion from the face-centered cubic structure (γ) to the body-centered cubic structure (α) takes place at a temperature which is lower than T1, resulting in a hysteresis curve. The hysteresis decreases with increasing iron content.

In Fig. 1 und 2 ist zusätzlich zum Vergleich in Kurve 4 das Widerstandsverhältnis R(T) / R(20°C) für Eisen und in Fig. 1 in Kurve 5 dasjenige für Nickel aufgetragen, also von Werkstoffen für Widerstandselemente mit positivem Temperaturkoeffizienten nach dem Stand der Technik. Die Kurve 5 für Nickel flacht bereits bei einer Temperatur von weniger als 400°C und diejenige für Eisen bei einer Temperatur von 800°C ab. Dieses Abflachen ist auf das Erreichen der Curietemperatur zurückzuführen.1 and 2, in addition to the comparison in curve 4, the resistance ratio R (T) / R (20 ° C.) for iron and in FIG. 1 in curve 5 that for nickel, that is to say of materials for resistance elements with a positive temperature coefficient the state of the art. Curve 5 for nickel flattens at a temperature of less than 400 ° C and that for iron flattens at a temperature of 800 ° C. This flattening is due to reaching the Curie temperature.

Der Verlauf des Widerstandsverhältnisses für den erfin­dungsgemäßen Werkstoff weist demgegenüber zunächst einen relativ flachen Anstieg auf, wodurch höhere Aufheizraten ermöglicht werden. Bei Erreichen der α/γ-Umwandlungs­temperatur T1 steigt der Widerstand dann steil an, die Stromstärke und damit die erzeugte Wärmeleistung nehmen entsprechend stark ab. Diese Selbstregelung erlaubt die schnelle Erzielung der Endtemperatur, ohne daß das Wider­standselement selbst geschädigt wird.In contrast, the course of the resistance ratio for the material according to the invention initially shows a relatively flat increase, which enables higher heating rates. When the α / γ transformation temperature T1 is reached, the resistance rises steeply, the current intensity and thus the heat output generated decrease correspondingly. This self-regulation allows the final temperature to be reached quickly without the resistance element itself being damaged.

Die α/γ-Umwandlung tritt bei Kobalt-Eisen-Legierungen mit einem Eisengehalt von mehr als 20 Gew.% auf. Die Legie­rungen können zusätzlich auch noch Nickel enthalten, jedoch nur bis zu einem solchen Anteil, daß die kubisch raumzentrierte Struktur bei Raumtemperatur erhalten bleibt. Der zulässige Nickelanteil steigt mit zunehmendem Eisenanteil an. Der maximale Nickelgehalt, bei dem die Legierung bei Raumtemperatur eine kubisch raumzentrierte Struktur aufweist, kann annähernd durch lineare Inter­polation zwischen den Werten von etwa 0 Gew.-% bei einem Eisenanteil von 20 Gew.-% und 15 Gew.-% bei einem Eisen­anteil von 35 Gew.-% ermittelt werden. Bei einem Eisen­gehalt von 25 Gew.% kann der Nickelanteil maximal 5 Gew.% und bei einem Eisengehalt von 30 Gew.% maximal 10 Gew.% betragen. Zusätzlich können die Legierungen andere Elemente, z. B. als Verarbeitungszusätze mit einem Anteil von bis zu 1 Gew.% enthalten.The α / γ conversion occurs in cobalt-iron alloys with an iron content of more than 20% by weight. The alloys may also contain nickel, but only to such an extent that the body-centered cubic structure is retained at room temperature. The permissible nickel content increases with increasing iron content. The maximum nickel content at which the alloy has a body-centered cubic structure at room temperature can be approximated by linear interpolation between the values of approximately 0% by weight with an iron content of 20% by weight and 15% by weight with an iron content of 35 wt .-% are determined. With an iron content of 25% by weight the nickel content can be a maximum of 5% by weight and with an iron content of 30% by weight a maximum of 10% by weight be. In addition, the alloys can contain other elements, e.g. B. as processing additives with a proportion of up to 1% by weight.

Die erfindungsgemäßen Legierungen sind gut kalt umformbar und können gut zu Drähten und Bändern oder dergleichen verarbeitet werden. Legierungen mit einem Eisengehalt von mehr als 35 Gew.% werden dagegen aufgrund der sich ausbildenden Ordnungseinstellung zunehmend spröde.The alloys according to the invention are readily cold-formable and can be processed well into wires and strips or the like. Alloys with an iron content of more than 35% by weight, on the other hand, are becoming increasingly brittle due to the development of order.

Ausführungsbeispiele:Examples:

In der Tabelle sind die α/γ-Umwandlungstemperatur T1, der spezifische elektrische Widerstand bei Raumtemperatur und bei 1000°C sowie der sich daraus ergebende Temperatur­faktor TF sowohl für erfindungsgemäße Werkstoffe, als auch für Eisen und Nickel aufgelistet.The table lists the α / γ transformation temperature T1, the specific electrical resistance at room temperature and at 1000 ° C. and the resulting temperature factor TF both for materials according to the invention and for iron and nickel.

Beispiel a):Example a):

Eine Legierung, bestehend aus 79 Gew.% Kobalt und 21 Gew.% Eisen wurde im Sinterverfahren hergestellt. Für diese Legierungszusammensetzung beträgt die α/γ-Um­wandlungstemperatur 750°C. Aus den Werten des spezifischen Widerstandes bei Raumtemperatur und bei 1000°C errechnet sich der Temperaturfaktor TF = 15.An alloy consisting of 79% by weight cobalt and 21% by weight iron was produced in the sintering process. For this alloy composition, the α / γ transformation temperature is 750 ° C. The temperature factor TF = 15 is calculated from the values of the specific resistance at room temperature and at 1000 ° C.

Beispiel b):Example b):

Für eine ebenfalls im Sinterverfahren hergestellte Legierung bestehend aus 77 Gew.% Kobalt und 23 Gew.% Eisen beträgt die α/γ-Umwandlungstemperatur T1 780°C und für den Temperaturfaktor ergibt sich TF = 16.The α / γ transformation temperature T1 is 780 ° C. for an alloy likewise produced in the sintering process, consisting of 77% by weight cobalt and 23% by weight iron, and TF = 16 results for the temperature factor.

Beispiel c):Example c)

Eine Legierung mit einer Zusammensetzung von 75 Gew.% Kobalt und 25 Gew.% Eisen, die ebenfalls im Sinterverfahren hergestellt wurde, wies die folgenden Werte auf: T1 = 825°C, TF = 17,5.An alloy with a composition of 75% by weight cobalt and 25% by weight iron, which was also produced by the sintering process, had the following values: T1 = 825 ° C, TF = 17.5.

Beispiel d):Example d)

Eine Legierung mit der im wesentlichen gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel c) wurde im Schmelzverfahren hergestellt. Zu diesem Zweck wurden 0,2 Gew.% Mangan und 0,1 Gew.% Silizium als Verarbeitungs­zusätze hinzugefügt, der Eisenanteil betrug 25 Gew.% , der Rest war Kobalt. Die α/γ-Umwandlungstemperatur T1 war unverändert gegenüber der im Sinterverfahren hergestellten Legierung aus Beispiel c). Bedingt durch die Verarbei­tungszusätze erhöhte sich jedoch der spezifische Wider­stand. Dadurch war auch der Temperaturfaktor TF mit dem Wert TF = 15 etwas niedriger als bei dem gesinterten Werkstoff ohne Legierungszusätze aus Beispiel c).An alloy with essentially the same composition as in example c) was produced by the melting process. For this purpose, 0.2% by weight of manganese and 0.1% by weight of silicon were added as processing additives, the iron content was 25% by weight, the rest was cobalt. The α / γ transition temperature T1 was unchanged compared to the alloy from example c) produced by the sintering process. Due to the processing additives, however, the specific resistance increased. As a result, the temperature factor TF with the value TF = 15 was somewhat lower than with the sintered material without alloy additions from example c).

Beispiel e):Example e):

Ein Werkstoff mit einer Zusammensetzung von 71 Gew.% Kobalt und 29 Gew.% Eisen wurde im Sinterver­fahren hergestellt. Die α/γ-Umwandlungstemperatur T1 betrug 900°C, für den Temperaturkoeffizient wurde der Wert TF = 20 ermittelt. Ein Vergleich mit den vorgenannten Beispielen, die einen geringeren Eisengehalt aufweisen, zeigt, daß sowohl die α/γ-Umwandlungstemperatur T1 als auch der Temperaturfaktor TF mit zunehmendem Eisenanteil ansteigen.A material with a composition of 71% by weight cobalt and 29% by weight iron was produced in the sintering process. The α / γ transformation temperature T1 was 900 ° C, the value TF = 20 was determined for the temperature coefficient. A comparison with the aforementioned examples, which have a lower iron content, shows that both the α / γ transformation temperature T1 and the temperature factor TF increase with increasing iron content.

Beispiel f):Example f)

Ein aus der Schmelze hergestellter Werkstoff mit einer Zusammensetzung von 25 Gew.% Eisen, 5 Gew.% Nickel, 0,2 Gew.% Mangan und 0,1 Gew.% Silizium als Ver­arbeitungszusätze, Rest Kobalt wies eine α/γ-Umwandlungs­temperatur T1 von 810°C und einen Temperaturfaktor TF = 17 auf.A material produced from the melt with a composition of 25% by weight iron, 5% by weight nickel, 0.2% by weight manganese and 0.1% by weight silicon as processing additives, the rest cobalt had an α / γ transformation temperature T1 of 810 ° C and a temperature factor TF = 17.

Beispiel g):Example g):

Ein aus der Schmelze hergestellter Werkstoff mit einer Zusammensetzung von 30 Gew.% Eisen, 10 Gew.% Nickel, 0,2 Gew.% Mangan und 0,1 Gew.% Silizium als Ver­arbeitungszusätze, Rest Kobalt wies eine α/γ-Umwandlungs­temperatur T1 von 850°C und einen Temperaturfaktor TF = 16,5 auf. Es werden somit auch bei Legierungen, die einen Nickelanteil aufweisen, hohe Temperaturkoeffizienten TF erreicht. Bei weiter steigendem Nickelanteil weisen die Legierungen jedoch auch bei Raumtemperatur bereits die kubisch flächenzentrierte Struktur auf und die spezielle Charakteristik der Widerstandskurve, die auf dem Übergang von kubisch raumzentrierter zu kubisch flächenzentrierter Struktur beruht, geht verloren.A material produced from the melt with a composition of 30% by weight iron, 10% by weight nickel, 0.2% by weight manganese and 0.1% by weight silicon as processing additives, the rest cobalt had an α / γ transition temperature T1 of 850 ° C and a temperature factor TF = 16.5. Thus, even with alloys that have a nickel content, high temperature coefficients TF reached. If the proportion of nickel continues to increase, however, the alloys already have the face-centered structure even at room temperature and the special characteristic of the resistance curve, which is based on the transition from body-centered structure to face-centered structure, is lost.

Die in Tab. I aufgeführten Beispiele belegen, daß mit einem erfindungsgemäßen Werkstoff ein Temperaturfaktor TF > 12 erreicht wird, d. h. ein Temperaturfaktor, der größer ist, als bei den bisher bekannten Werkstoffen für Widerstandselemente mit positivem Temperaturkoeffizienten.The examples listed in Tab. I show that a temperature factor TF> 12 is achieved with a material according to the invention, i. H. a temperature factor that is greater than that of the previously known materials for resistance elements with a positive temperature coefficient.

Besonders vorteilhaft können die erfindungsgemäßen Werk­stoffe für Glühkerzen für Dieselmotore eingesetzt werden. Sie können dort direkt als Heizelement verwendet werden oder auch als Regelelement in Verbindung mit einem Heiz­element mit geringerem positivem Temperaturkoeffizienten.The materials according to the invention can be used particularly advantageously for glow plugs for diesel engines. There they can be used directly as a heating element or as a control element in connection with a heating element with a lower positive temperature coefficient.

Weitere vorteilhafte Anwendungsgebiete sind zum Beispiel die Verwendung als Heizelement, beispielsweise bei Haus­halts-Durchlauferhitzern oder auch die Verwendung in Thermoschaltern. Tabelle I Zusammensetzung spez. Widerstand/µΩcm TF Co Fe Ni Mn Si Tl/°C bei 20°C bei 1000°C a) 79 21 - - - 750 6,4 98 15 b) 77 23 - - - 780 5,8 98 16 c) 75 25 - - - 825 5,7 100 17,5 d) R 25 - 0,2 0,1 825 6,7 103 15 e) 71 29 - - - 900 5,5 108 20 f) R 25 5 0,2 0,1 810 5,8 98 17 g) R 30 10 0,2 0,1 850 5,8 96 16,5 h) - - 100 - - - 6,5 i) - 100 - - - 910 12 a) - g): erfindungsgemäße Legierungen h), i) : Werkstoffe nach dem Stand der Technik Further advantageous fields of application are, for example, the use as a heating element, for example in domestic instantaneous water heaters, or also the use in thermal switches. Table I composition spec. Resistance / µΩcm TF Co Fe Ni Mn Si Tl / ° C at 20 ° C at 1000 ° C a) 79 21st - - - 750 6.4 98 15 b) 77 23 - - - 780 5.8 98 16 c) 75 25th - - - 825 5.7 100 17.5 d) R 25th - 0.2 0.1 825 6.7 103 15 e) 71 29 - - - 900 5.5 108 20th f) R 25th 5 0.2 0.1 810 5.8 98 17th G) R 30th 10th 0.2 0.1 850 5.8 96 16.5 H) - - 100 - - - 6.5 i) - 100 - - - 910 12 a) - g): Alloys according to the invention h), i): State-of-the-art materials

Die Erfindung betrifft eine Glühkerze, wie sie im Oberbegriff des Hauptanspruchs beschrieben ist.The invention relates to a glow plug as described in the preamble of the main claim.

Bei kaltem, unterhalb der Selbststarttemperatur liegendem Motor müssen luftverdichtende Brennkraftmaschinen mit Hilfe von Glühkerzen angelassen werden.When the engine is cold and below the self-starting temperature, air-compressing internal combustion engines must be started using glow plugs.

Die genannten Glühkerzen benötigen eine gewisse Zeit, um sich auf ihre Arbeitstemperatur zu erhitzen. Erst dann kann die Brennkraftmaschine angelassen werden. Diese Zeitdauer, auch Vorglühzeit genannt, ist bei der genannten Kerze schon recht kurz. Dennoch ist sie gegenüber dem Benzinmotor noch relativ lang, der sofort anlaßbereit ist.The glow plugs mentioned take a certain amount of time to heat up to their working temperature. Only then can the internal combustion engine be started. This period of time, also called the preheating time, is quite short for the candle mentioned. Nevertheless, it is still relatively long compared to the petrol engine, which is immediately ready to start.

Man ist deshalb bemüht, die Vorglühzeit möglichst noch weiter zu verkürzen.It is therefore endeavored to shorten the preheating time as much as possible.

Bei den bekannten Glühstiftkerzen ist die Regelwendel üblicher Weise aus reinem Nickel gefertigt, wobei sich ein Widerstandsverhältnis von etwa 7, bezogen auf ein Temperatur­verhältnis 20°/1000°C ergibt, d. h., daß der Widerstand bei 1000°C etwa 7 mal so groß wie bei 20°C ist. Auf diese Weise lassen sich Glühstiftkerzen herstellen, deren Aufheizzeit im Bereich von etwa 5 bis 6 Sekunden liegt; an der Glührohr­spitze beträgt die Temperatur dann etwa 850°C, während sich nach etwa 10 Sekunden eine Beharrungstemperatur von etwa 1140°C bei Nennspannung einstellt.In the known glow plugs, the control coil is usually made of pure nickel, with a resistance ratio of about 7, based on a temperature ratio of 20 ° / 1000 ° C. that is, the resistance at 1000 ° C is about 7 times that at 20 ° C. In this way, glow plugs can be produced whose heating-up time is in the range of approximately 5 to 6 seconds; The temperature at the glow tube tip is then about 850 ° C, while after about 10 seconds a steady-state temperature of about 1140 ° C at nominal voltage is reached.

Wie die Praxis gezeigt hat, ist bei dieser Temperatur die Belastbarkeit der Wendeln erreicht, so daß bei weiterer theoretisch möglicher Verkürzung der Aufheizzeit durch Veränderungen beispielsweise der Wendelgeometrie oder durch konstruktive Gestaltung des Glührohres die Lebensdauer der Glühkerze erheblich beeinträchtigt wird.As practice has shown, the resilience of the filaments is reached at this temperature, so that with further theoretically possible shortening of the heating time due to changes in the filament geometry or by constructive design of the glow tube, the life of the glow plug is considerably impaired.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile Glühstiftkerzen zur Verfügung zu stellen, deren Aufheizzeit gegenüber der der vorbekannten Glühstiftkerzen deutlich verringert ist, wobei gleichzeitig eine ausreichende Lebensdauer der Glühkerzen gewährleistet ist. Gleichzeitig sollen solche Glühstiftkerzen einfach herstellbar sein und den Einsatz von Steuergeräten zur Lösung der gestellten Aufgabe entbehrlich machen. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung solcher Glühstiftkerzen.The object of the invention is to provide glow plugs, the heating-up time of which, while avoiding the disadvantages known from the prior art previously known glow plugs is significantly reduced, while at the same time ensuring a sufficient lifespan for the glow plugs. At the same time, such glow plugs should be easy to manufacture and make the use of control units to solve the task at hand unnecessary. The invention also relates to a method for producing such glow plugs.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die kennzeich­nenden Merkmale des Anspruchs 4 gelöst. Weitere wesentli­che und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ansprüchen 5 bis 17.The object of the invention is achieved by the characterizing features of claim 4. Further essential and advantageous embodiments of the invention result from the following claims 5 to 17.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert:

  • Fig. 1A ist die graphische Wiedergabe des Widerstandsver­hältnisses verschiedener Wendeldrahtmaterialien in Abhängigkeit von der Temperatur.
  • Fig. 2 A ist die graphische Darstellung der Temperatur der Heizstab-Oberfläche in Abhängigkeit von der Zeit.
  • Fig. 3 A ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfin­dungsgemäßen Glühstiftkerze.
The invention is explained in more detail with reference to the following figures:
  • Figure 1A is a graphical representation of the resistance ratio of various filament materials versus temperature.
  • FIG. 2A is a graphical representation of the temperature of the heating rod surface as a function of time.
  • 3A is a preferred embodiment of the glow plug according to the invention.

Es wurde gefunden, daß theoretisch durch Veränderung der Wendelgeometrie des Wendeldrahtes sowie der Ausbildung des Glühstiftes Aufheizzeiten unter 5 Sekunden erhältlich sind, wobei deren Lebensdauer jedoch für den gewünschten Zweck völlig unzureichend ist. Es wurde gefunden, daß dieses vor allem daran liegt, daß die schnelle Aufheizperiode nicht zu "bremsen" ist, so daß sich der Heizstab auf eine Behar­ rungstemperatur von mehr als 1130° bei üblicher Batteriespan­nung nach etwa 10 Sekunden einstellt, wobei nach diesseitiger Erkenntnis diese Temperatur die Lebensdauer solcher Glüh­stiftkerzen entscheidend beeinträchtigt.It has been found that heating times of less than 5 seconds are theoretically obtainable by changing the helix geometry of the helix wire and the design of the glow plug, but their service life is completely inadequate for the desired purpose. It was found that this is mainly due to the fact that the rapid heating-up period cannot be "braked", so that the heating element is on a head setting temperature of more than 1130 ° with the usual battery voltage after about 10 seconds, whereby, according to this knowledge, this temperature decisively affects the life of such glow plugs.

Verwendet man demgegenüber als Regelwendel eine Widerstandswendel mit höherem Widerstand ist es nicht möglich, die gewünschte Verkürzung der Aufheizzeit zu erzielen, wenn man auf eine Beharrungstemperatur von etwa 1000°C abzielt.If, on the other hand, a resistance coil with a higher resistance is used as the control coil, it is not possible to achieve the desired shortening of the heating-up time if one aims at a steady-state temperature of around 1000 ° C.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß sowohl die Aufheizzeit verringert wie auch die funktionsgemäße Lebens­dauer erzielbar ist, wenn man für die Regelwendel ein Material verwendet, das ein Widerstandsverhältnis von größer als etwa 7,5, vorzugsweise größer als 12 und insbesondere von etwa 14 aufweist.Surprisingly, it was found that both the heating-up time and the functional service life can be achieved if a material is used for the control coil which has a resistance ratio of greater than about 7.5, preferably greater than 12 and in particular of about 14.

Geeignete Materialien sind nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, Reinnickel sondern beispielsweise Legierun­gen aus Nickel/Eisen und Kobalt/Eisen, insbesondere Kobalt/­Eisen, vorzugsweise Legierungen gemäß Ansprüchen 7 und 8.Suitable materials are not, as is known from the prior art, pure nickel, but, for example, alloys of nickel / iron and cobalt / iron, in particular cobalt / iron, preferably alloys according to claims 7 and 8.

Als ganz besonders geeignet haben sich solche Mate­rialien herausgestellt, die nicht nur das genannte Wider­standsverhältnis aufweisen, sondern bei denen sich die Wider­standsänderung in einem bestimmten Temperaturbereich "sprunghaft" ändert, d. h., daß er sich nicht etwa linear wie bei rein Nickel sondern wie den genannten Legierungen im Bereich von 600 bis 900° sehr schnell, bezogen auf den übrigen Kurvenverlauf, verändert. Dieses wird durch die Kurven gemäß Figur 1 aufgezeigt, in der der Verlauf des Widerstandsverhältnisses in Abhängigkeit von der Temperatur für die genannten Materialien schematisch wiedergegeben wird.Materials which not only have the resistance ratio mentioned, but in which the change in resistance changes "abruptly" in a certain temperature range, ie. That is, it does not change very linearly, as in the case of pure nickel, but, like the alloys mentioned, in the range from 600 to 900 ° very rapidly, based on the remaining curve. This is shown by the curves according to FIG. 1, in which the course of the resistance ratio as a function of the temperature is shown schematically for the materials mentioned.

Entsprechend erfindungsgemäß ausgebildete Glühstiftker­zen zeigen bezüglich ihrer Oberflächentemperatur als Funktion der Zeit ein Verhalten gemäß Figur 2A. Während bei diesem gezeigten Beispiel die Glühstiftkerze aus dem Stand der Technik die Glühstiftspitzentemperatur von 850° nach etwa 8 Sekunden erreicht hat, erreicht die erfindungsgemäße Glühstiftkerze diese Temperatur nach etwa 3 bis 4 Sekunden. Darüber hinaus ergibt sich aus der Darstellung, daß die erfindungsgemäße Glühstiftkerze bezüglich der Oberflächen­temperatur sehr stark "gebremst" wird und sich auf eine Beharrungstemperatur gemäß Figur 2A von etwa 1000° einstellt, während die Glühstiftkerze aus dem Stand der Technik sich auf eine Beharrungstemperatur von etwa über 1150° einstellt.Glow plug plugs designed according to the invention show a behavior according to FIG. 2A with respect to their surface temperature as a function of time. While with this Example shown, the glow plug from the prior art has reached the glow plug tip temperature of 850 ° after about 8 seconds, the glow plug according to the invention reaches this temperature after about 3 to 4 seconds. In addition, it follows from the illustration that the glow plug according to the invention is "braked" very strongly with respect to the surface temperature and adjusts to a steady-state temperature according to FIG. 2A of approximately 1000 °, while the glow plug from the prior art has a steady-state temperature of approximately above 1150 °.

Die niedrige Beharrungstemperatur der erfindungsgemäßen Glühkerze verbessert jedoch nicht nur die Lebensdauer der Glühstiftkerze entscheidend; sie ermöglicht vor allem auch, daß mit dieser Kerze in den laufenden Motor mit höherer Generatorspannung (bis zu 13 Volt an der Kerze) nachgeglüht werden kann, ohne Heiz- und Regelwendel zu zerstören; dieser Möglichkeit des Nachglühens kommt wesentliche Bedeutung zur Verminderung der Schadstoffe im Abgas von Dieselmotoren zu. Auf diese Weise entfallen beim Nachglühen die sonst vor­zusehenden aufwendigen elektrischen oder elektronischen Steuerungen.However, the low steady-state temperature of the glow plug according to the invention not only decisively improves the life of the glow plug; Above all, it also makes it possible to use this candle to afterglow the running engine with a higher generator voltage (up to 13 volts at the candle) without destroying the heating and control coil; This possibility of afterglow is of great importance for reducing the pollutants in the exhaust gas of diesel engines. In this way, the elaborate electrical or electronic controls that are otherwise to be provided are eliminated when afterglow.

Eine typische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze ist in Figur 3A wiedergegeben.A typical embodiment of the glow plug according to the invention is shown in FIG. 3A.

Der Glühstift 1, als verschlossenes Glührohr ausgebil­det, besteht üblicherweise aus korrosionsbeständigem Werkstoff, vorzugsweise Inconel 600 oder 601.Glow plug 1, designed as a closed glow tube, usually consists of corrosion-resistant material, preferably Inconel 600 or 601.

In diesem Schutzrohr ist eine Wendelkombination 2/3 in einem gut wärmeleitenden Isolierstoff 4 (beispielsweise Magnesiumoxid) eingebettet.A spiral combination 2/3 is embedded in a thermally conductive insulating material 4 (for example magnesium oxide) in this protective tube.

Der vordere Abschnitt 2 der hintereinander angeordneten Wendeln wird als Heizwendel bezeichnet und besteht aus einem Drahtmaterial mit geringem positiven oder negativem Tempera­turkoeffizienten, vorzugsweise aus einem Chrom/Aluminium-­/Eisendraht. Der Durchmesser des Drahtes beträgt üblicher­ weise 0,3 bis 0,5 mm.The front section 2 of the coils arranged one behind the other is referred to as the heating coil and consists of a wire material with a low positive or negative temperature coefficient, preferably of a chrome / aluminum / iron wire. The diameter of the wire is more common as 0.3 to 0.5 mm.

Die Heizwendel 2 ist mit der Regelwendel 3 üblicherweise durch Verschweißen verbunden. Die Regelwendel besteht in diesem Fall aus einer Legierung Kobalt/Eisen, wobei der Kobaltanteil in der Legierung etwa 75 % beträgt und der Rest Eisen ist; auf diese Weise wird erfindungsgemäß ein Material verwendet, dessen Widerstandskennlinie der Anwendung einer Glühkerze angepaßt ist. Diese Regelwendel 3 weist erfin­dungsgemäß zunächst einen niedrigeren Anstieg des Widerstands auf, während der Widerstand im Bereich der Wendeldrahttem­peratur von etwa 400 bis etwa 900° steil ansteigt.The heating coil 2 is usually connected to the control coil 3 by welding. In this case, the control coil consists of an alloy of cobalt / iron, the cobalt content in the alloy being approximately 75% and the rest being iron; In this way, according to the invention, a material is used whose resistance characteristic is adapted to the use of a glow plug. According to the invention, this control coil 3 initially has a lower increase in resistance, while the resistance rises steeply in the range of the filament wire temperature from approximately 400 to approximately 900 °.

Ebenfalls erfindungsgemäß stellt sich die gewünschte Beharrungstemperatur nach etwa 8 Sekunden ein. Die Glüh­temperatur von etwa 850°C wird bereits nach zwei bis fünf Sekunden erreicht. Der Durchmesser der Regelwendel beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel etwa 0,3 bis 0,4 mm.The desired steady-state temperature is also established according to the invention after about 8 seconds. The annealing temperature of around 850 ° C is already reached after two to five seconds. The diameter of the control coil in this embodiment is approximately 0.3 to 0.4 mm.

Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare Legierungen ergeben sich aus der folgenden Tabelle: Zusammensetzung spez. Widerstand/µΩcm TF Co Fe Ni Mn Si Tl/°C bei 20°C bei 1000°C a) 79 21 - - - 750 6,4 98 15 b) 77 23 - - - 780 5,8 98 16 c) 75 25 - - - 825 5,7 100 17,5 d) R 25 - 0,2 0,1 825 6,7 103 15 e) 71 29 - - - 900 5,5 108 20 f) R 25 5 0,2 0,1 810 5,8 98 17 g) R 30 10 0,2 0,1 850 5,8 96 16,5 Examples of alloys which can be used according to the invention are shown in the following table: composition spec. Resistance / µΩcm TF Co Fe Ni Mn Si Tl / ° C at 20 ° C at 1000 ° C a) 79 21st - - - 750 6.4 98 15 b) 77 23 - - - 780 5.8 98 16 c) 75 25th - - - 825 5.7 100 17.5 d) R 25th - 0.2 0.1 825 6.7 103 15 e) 71 29 - - - 900 5.5 108 20th f) R 25th 5 0.2 0.1 810 5.8 98 17th G) R 30th 10th 0.2 0.1 850 5.8 96 16.5

Claims (17)

1. Werkstoff für ein elektrisches Widerstandselement mit einem hohen positiven Temperaturkoeffizienten des elektri­schen Widerstandes, dadurch gekennzeichnet, daß zur Er­zielung eines hohen Verhältnisses der Widerstandswerte bei Temperaturen oberhalb 750°C und bei Raumtemperatur sowie eines nichtlinearen, zunächst flachen und dann steilen Anstiegs des Widerstandes mit der Temperatur eine Legie­rung verwendet wird, die bei Raumtemperatur eine kubisch raumzentrierte Struktur aufweist, die bei Erwärmung im Bereich zwischen Raumtemperatur und 1000°C in eine kubisch flächenzentrierte Struktur übergeht und die aus 20 - 35 Gew.% Eisen, anderen Elementen, z. B. Verarbeitungszusätze bis zu 1 Gew.-%, Rest Kobalt und wahlweise Nickel besteht.1. Material for an electrical resistance element with a high positive temperature coefficient of electrical resistance, characterized in that to achieve a high ratio of the resistance values at temperatures above 750 ° C and at room temperature and a non-linear, initially flat and then steep increase in resistance with the Temperature an alloy is used, which has a cubic body-centered structure at room temperature, which changes to a cubic face-centered structure when heated in the range between room temperature and 1000 ° C and which consists of 20 - 35 wt.% Iron, other elements, eg. B. processing additives up to 1 wt .-%, the rest cobalt and optionally nickel. 2. Werkstoff nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß zur Erzielung einer bei Raumtemperatur kubisch raumzentrierten Struktur der Nickelgehalt mit steigendem Eisengehalt ansteigt.2. A material according to claim 1, characterized in that rises to achieve a body-centered cubic structure at room temperature, the nickel content with increasing iron content. 3. Werkstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Nickelgehalt durch annähernd lineare Inter­polation zwischen den Werten 0 Gew.% Nickel bei einem Eisengehalt von 20 Gew.% und 15 Gew.% Nickel bei einem Eisengehalt von 35 Gew.% ermittelt werden kann.3. Material according to claim 2, characterized in that the maximum nickel content is determined by approximately linear interpolation between the values 0% by weight nickel with an iron content of 20% by weight and 15% by weight nickel with an iron content of 35% by weight can. 4. Glühkerze zur Anordnung im Brennraum einer luftver­dichtenden Brennkraftmaschine, mit einem Kerzengehäuse, mit einer Anschlußvorrichtung für den Glühstrom und mit einem an dem Kerzengehäuse befestigten Rohr, das an seinem vom Kerzengehäuse abgewandten Ende verschlossen ist, wobei in dem Rohr ein drahtwendelförmiges Widerstandselement in einem Isolierstoff angeordnet ist, wobei das Widerstandselement aus zwei in Reihe verbundenen Widerstandswendeln besteht, von denen die hintere als Regelwendel dienende Widerstandswendel einen höheren positiven Temperatur-Widerstandskoeffizienten als die vordere, als Heizwendel dienende Widerstandswendel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelwendelmaterial ein Widerstandsverhältnis, bezogen auf ein Temperaturverhältnis von 20°/100°C, von größer als etwa 7,5 aufweist.4. glow plug for arrangement in the combustion chamber of an air-compressing internal combustion engine, with a candle housing, with a connecting device for the glow current and with a tube fastened to the candle housing, which is closed at its end facing away from the candle housing, wherein in the tube a wire-helical resistance element in an insulating material is arranged, the resistance element from there are two resistance coils connected in series, of which the rear resistance coil serving as a control coil has a higher positive temperature resistance coefficient than the front resistance coil serving as a heating coil, characterized in that the control coil material has a resistance ratio based on a temperature ratio of 20 ° / 100 ° C, greater than about 7.5. 5. Glühkerze nach Anspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Widerstandsverhältnis größer als 12 ist.5. Glow plug according to claim 4, characterized in that the resistance ratio is greater than 12. 6. Glühkerze nach Anspruch 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Widerstandsverhältnis etwa 14 ist.6. Glow plug according to claim 5, characterized in that the resistance ratio is about 14. 7. Glühkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelwendel­material im Bereich der Regelwendeldrahttemperatur von etwa 400 bis etwa 900°C eine sprunghafte Widerstandsänderung aufweist.7. Glow plug according to one of the preceding claims, characterized in that the control coil material in the range of the control coil wire temperature of about 400 to about 900 ° C has a sudden change in resistance. 8. Glühkerze nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß sich der Bereich der sprunghaften Widerstandsänderung des Regelwendeldrahts von etwa 600 bis etwa 900°C erstreckt.8. Glow plug according to claim 7, characterized in that the range of sudden change in resistance of the control filament extends from about 600 to about 900 ° C. 9. Glühkerze nach, mindestens einem der vorhergehenden Ansprüchen 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelwendel aus einer Nickel/Eisenlegierung besteht.9. Glow plug according to, at least one of the preceding claims 4 to 8, characterized in that the control coil consists of a nickel / iron alloy. 10. Glühkerze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelwendel aus einer Kobalt/Eisenlegierung besteht, die aus 20 - 35 Gew.% Fe, anderen Elementen als Verarbei­tungszusätze bis etwa 1 Gew.%, Rest Co und wahlweise Ni besteht.10. Glow plug according to claim 9, characterized in that the control coil consists of a cobalt / iron alloy which consists of 20-35% by weight of Fe, other elements as processing additives up to about 1% by weight, the rest of Co and optionally Ni. 11. Glühkerze nach Anspruch 10, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Legierung der Regelwendel einen Nickelgehalt aufweist, der mit steigendem Eisengehalt ansteigt, wobei der maximale Nickelgehalt durch annähernd lineare Interpolation zwischen den Werten 0 Gew.% Nickel bei einem Eisengehalt von 20 Gew.% und 15 Gew.% Nickel bei einem Eisengehalt von 35 Gew.% ermittelt werden kann.11. Glow plug according to claim 10, characterized in that the alloy of the control coil has a nickel content which rises with increasing iron content, the maximum nickel content being obtained by approximately linear interpolation between the values 0% by weight nickel and an iron content of 20% by weight and 15% by weight of nickel with an iron content of 35% by weight can be determined. 12. Glühkerze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelwendel ein- oder mehrstückig aus einem Material oder Materialien ausgebildet ist, dessen/deren Widerstandsver­hältnis(se) (20/1000 °C) im Bereich von etwa 100 bis etwa 400°, vorzugsweise bis etwa 600°, etwa 7,5 oder kleiner und im Bereich von 400°, vorzugsweise 600° bis etwa 900° steil auf Werte oberhalb etwa 7,5 bis auf größer als 12 ansteigt(en).12. Glow plug according to at least one of the preceding claims, characterized in that the control coil is formed in one or more pieces from a material or materials whose resistance ratio (s) (20/1000 ° C) in the range of about 100 to about 400 °, preferably up to about 600 °, about 7.5 or less and in the range of 400 °, preferably 600 ° to about 900 °, rises steeply to values above about 7.5 to greater than 12. 13. Glühkerze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Regelwendel und Heizwendel praktisch vollständig in dem Teil des Rohres angeordnet sind, der als Glühstift dient und frei in den Raum ragt.13. Glow plug according to at least one of the preceding claims, characterized in that the control coil and heating coil are arranged practically completely in the part of the tube which serves as a glow plug and projects freely into the room. 14. Verfahren zur Herstellung von Glühstiftkerzen nach einem der Ansprüchen 4 bis 13, dadurch gekenn­zeichnet, daß man die Regelwendel ein­stückig derart ausbildet, daß das Widerstandsverhältnis im Bereich von etwa 100 bis etwa 400°, vorzugsweise bis etwa 600°, etwa 7,5 oder kleiner ist und im Bereich von 400, vorzugsweise von 600° bis etwa 900°, steil auf Werte oberhalb etwa 7,5 bis auf etwa 14 ansteigt.14. A method for producing glow plugs according to one of claims 4 to 13, characterized in that one forms the control coil in one piece such that the resistance ratio in the range from about 100 to about 400 °, preferably up to about 600 °, about 7.5 or is smaller and rises steeply to values above approximately 7.5 to approximately 14 in the range from 400, preferably from 600 ° to approximately 900 °. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekenn­zeichnet, daß man die Regelwendel ein- oder mehrstückig derart ausbildet, daß das Widerstandsverhältnis im Bereich von etwa 100 bis etwa 400°, vorzugsweise bis etwa 600° etwa 7,5 oder kleiner ist und im Bereich von 400, vorzugsweise von 600° bis etwa 900°, steil auf Werte oberhalb 12 ansteigt.15. The method according to claim 14, characterized in that the control coil is formed in one or more pieces such that the resistance ratio in the range from about 100 to about 400 °, preferably up to about 600 ° is about 7.5 or less and in the range of 400, preferably from 600 ° to about 900 °, increases steeply to values above 12. 16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekenn­zeichnet, daß man als Material für die Regelwendel eine Kobalt/Eisenlegierung verwendet, die aus 20 - 35 Gew.% Fe, anderen Elementen als Verarbeitungszusätze bis etwa 1 Gew.%, Rest Co und wahlweise Ni besteht.16. The method according to claim 14, characterized in that a cobalt / iron alloy is used as the material for the control coil, which consists of 20-35 wt.% Fe, other elements as processing additives up to about 1 wt.%, The rest of Co and optionally Ni . 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Legierung der Regelwendel einen Nickelgehalt aufweist, der mit steigendem Eisengehalt ansteigt, wobei der maximale Nickelgehalt durch annähernd lineare Interpolation zwischen den Werten 0 Gew.% Nickel bei einem Eisengehalt von 20 Gew.% und 15 Gew.% Nickel bei einem Eisengehalt von 35 Gew.% ermittelt werden kann.17. The method according to claim 16, characterized in that the alloy of the control coil has a nickel content which increases with increasing iron content, the maximum nickel content being obtained by approximately linear interpolation between the values 0% by weight of nickel with an iron content of 20% by weight and 15% by weight of nickel with an iron content of 35% by weight can be determined.
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