DE102016102636A1

DE102016102636A1 - Piston for a reciprocating internal combustion engine and method for producing such

Info

Publication number: DE102016102636A1
Application number: DE102016102636.0A
Authority: DE
Inventors: Alexander Slaza; Werner Schütze
Original assignee: Individual
Current assignee: Phitea Grnbh De
Priority date: 2016-02-15
Filing date: 2016-02-15
Publication date: 2017-08-17

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolben (1) für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, aufweisend einen Kolbenboden (3) mit einer einem an dem Kolben (1) angreifenden Pleuel der Hubkolbenbrennkraftmaschine abgewandten Stirnseite (5, 6, 7, 20). Wenigstens ein Oberflächenabschnitt der Stirnseite (5, 6, 7, 20) des Kolbenbodens (3) ist zumindest teilweise katalytisch wirkend ausgebildet und/oder mit einer Oberflächenstrukturierung versehen ist. Der Kolben (1) umfasst wenigstens eine kraftschlüssig mit dem Kolbenboden (3) verbundene Baueinheit (9, 19), die zumindest den Oberflächenabschnitt der Stirnseite (5, 6, 7, 20) des Kolbenbodens (3) ausbildet. The invention relates to a piston (1) for a reciprocating internal combustion engine, comprising a piston head (3) with a front side (5, 6, 7, 20) facing away from a connecting rod of the reciprocating internal combustion engine acting on the piston (1). At least one surface portion of the end face (5, 6, 7, 20) of the piston head (3) is formed at least partially catalytically acting and / or provided with a surface structuring. The piston (1) comprises at least one non-positively connected to the piston head (3) assembly (9, 19) which forms at least the surface portion of the end face (5, 6, 7, 20) of the piston head (3).

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, aufweisend einen Kolbenboden mit einer einem an dem Kolben angreifenden Pleuel der Hubkolbenbrennkraftmaschine abgewandten Stirnseite, wobei wenigstens ein Oberflächenabschnitt der Stirnseite des Kolbenbodens zumindest teilweise katalytisch wirkend ausgebildet und/oder mit einer Oberflächenstrukturierung versehen ist. The invention relates to a piston for a reciprocating internal combustion engine, comprising a piston head with a facing away from the piston connecting rod of Hubkolbenbrennkraftmaschine end face, wherein at least a surface portion of the end face of the piston head formed at least partially catalytically acting and / or provided with a surface structuring.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Kolbens für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine. Furthermore, the invention relates to a method for producing a piston for a reciprocating internal combustion engine.

Aus WO 2014/102651 A2 ist ein Kolben für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine bekannt, der einen Kolbenboden mit einer einem an dem Kolben angreifenden Pleuel der Hubkolbenbrennkraftmaschine abgewandten Stirnseite aufweist. Die Stirnseite des Kolbenbodens ist katalytisch wirkend ausgebildet und mit einer Oberflächenstrukturierung versehen. Hierzu ist die Stirnseite des Kolbenbodens durch eine Beschichtung ausgebildet, die katalytisch wirkende Partikel enthält und eine poröse Oberfläche aufweist, wobei letztere die Oberflächenstrukturierung der Stirnseite des Kolbens ausbildet. Out WO 2014/102651 A2 a piston for a reciprocating internal combustion engine is known, which has a piston head with a piston engaging on the connecting rod of the reciprocating internal combustion engine end face facing away. The end face of the piston crown is designed to act catalytically and provided with a surface structuring. For this purpose, the end face of the piston crown is formed by a coating which contains catalytically active particles and has a porous surface, the latter forming the surface structuring of the end face of the piston.

Durch die Oberflächenstrukturierung der Stirnseite des Kolbenbodens wird die Fläche der Stirnseite deutlich gegenüber einer herkömmlichen glatten Stirnseite vergrößert. Durch diese Flächenvergrößerung der Stirnseite des Kolbenbodens kann eine Verdampfung eines in einen Brennraum der Hubkolbenbrennkraftmaschine eingespritzten Kraftstoffs innerhalb des Brennraums unterstützt bzw. verbessert werden. Dadurch kann die Anzahl an Tröpfchen in einem in dem Brennraum befindlichen, zündfähigen Gemisch aus dem Kraftstoff und Luft reduziert werden. Hierdurch können wiederum Feinstaub- und Rußpartikelemissionen der Hubkolbenbrennkraftmaschine reduziert werden. Zudem kann durch die verbesserte Verdampfung des in den Brennraum eingespritzten Kraftstoffs eine schnellere vollständige Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemischs in dem Brennraum erreicht werden. Dies geht mit einer Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs der Hubkolbenbrennkraftmaschine einher. Due to the surface structuring of the end face of the piston crown, the area of the front side is significantly increased compared to a conventional smooth front side. By this increase in area of the end face of the piston head, evaporation of a fuel injected into a combustion chamber of the reciprocating internal combustion engine within the combustion chamber can be assisted or improved. As a result, the number of droplets in an ignitable mixture of the fuel and air located in the combustion chamber can be reduced. As a result, in turn, particulate matter and soot particle emissions of the reciprocating internal combustion engine can be reduced. In addition, a faster complete combustion of the fuel-air mixture in the combustion chamber can be achieved by the improved evaporation of the fuel injected into the combustion chamber. This is accompanied by a reduction in the fuel consumption of the reciprocating internal combustion engine.

Aufgrund der katalytischen Wirkung der Stirnseite des Kolbenbodens können die Schadstoffemissionen der Hubkolbenbrennkraftmaschine reduziert werden. Insbesondere können Stickoxid-, Kohlenmonoxid- und Kohlenwasserstoffemissionen reduziert werden, indem diese Stoffe bei einem Kontakt mit der Stirnseite katalytisch in weniger schädliche Stoffe umgewandelt werden. Due to the catalytic effect of the end face of the piston head, the pollutant emissions of the reciprocating internal combustion engine can be reduced. In particular, nitrogen oxide, carbon monoxide and hydrocarbon emissions can be reduced by catalytically converting these substances into less harmful substances on contact with the front side.

Die vorgenannten vorteilhaften Wirkungen der Stirnseite des Kolbenbodens des Kolbens gemäß WO 2014/102651 A2 ermöglichen, dass Abgasnachbehandlungskomponenten der Hubkolbenbrennkraftmaschine mit geringerer Behandlungsleistung eingesetzt oder vollständig weggelassen werden können, was mit einer vorteilhaften Gewichts- und Kosteneinsparung verbunden sein kann. The aforementioned advantageous effects of the end face of the piston head of the piston according to WO 2014/102651 A2 allow exhaust aftertreatment components of the reciprocating internal combustion engine to be used with less treatment power or eliminated altogether, which may be associated with advantageous weight and cost savings.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kolben der eingangs genannten Art bereitzustellen, der auf einfache Art und Weise an verschiedene Einsatzmöglichkeiten anpassbar ist. An object of the invention is to provide a piston of the type mentioned, which is adaptable to different applications in a simple manner.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere in den abhängigen Patentansprüchen angegeben, die jeweils für sich genommen oder in verschiedener Kombination miteinander einen weiterbildenden oder vorteilhaften Aspekt der Erfindung darstellen können. Weiterbildungen des Kolbens können dabei Weiterbildungen des Verfahrens entsprechen, und umgekehrt, selbst wenn im Folgenden hierauf im Einzelfall nicht explizit hingewiesen wird. This object is solved by the independent claims. Advantageous embodiments are specified in particular in the dependent claims, each of which taken alone or in various combinations with each other can represent a further developing or advantageous aspect of the invention. Further developments of the piston can correspond to developments of the method, and vice versa, even if not explicitly indicated in the following case in individual cases.

Ein erfindungsgemäßer Kolben für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine umfasst einen Kolbenboden mit einer einem an dem Kolben angreifenden Pleuel der Hubkolbenbrennkraftmaschine abgewandten Stirnseite, wobei wenigstens ein Oberflächenabschnitt der Stirnseite des Kolbenbodens zumindest teilweise katalytisch wirkend ausgebildet und/oder mit einer Oberflächenstrukturierung versehen ist. Erfindungsgemäß umfasst der Kolben wenigstens eine kraftschlüssig mit dem Kolbenboden verbundene Baueinheit, die zumindest den Oberflächenabschnitt der Stirnseite des Kolbenbodens ausbildet. A piston according to the invention for a reciprocating internal combustion engine comprises a piston head with an end face remote from the piston of the reciprocating internal combustion engine, at least one surface section of the end face of the piston head being at least partially catalytically active and / or provided with a surface structuring. According to the invention, the piston comprises at least one structural unit which is connected non-positively to the piston crown and forms at least the surface section of the end face of the piston crown.

Im Gegensatz zu WO 2014/102651 A2 , bei der eine Beschichtung allein stoffschlüssig mit dem Kolbenboden verbunden ist, ist bei dem erfindungsgemäßen Kolben die Baueinheit kraftschlüssig mit dem Kolbenboden verbunden. Hierdurch können verschieden ausgebildete Baueinheiten mit dem Kolbenboden kombiniert werden, um den erfindungsgemäßen Kolben auf einfache Art und Weise sowie optimal an den jeweiligen Einsatzzweck anpassen zu können. In contrast to WO 2014/102651 A2 , in which a coating alone is materially connected to the piston crown, in the piston according to the invention, the assembly is non-positively connected to the piston crown. As a result, different design units can be combined with the piston crown in order to adapt the piston according to the invention in a simple manner and optimally to the respective application.

Der Kolben kann im Rahmen einer Neuherstellung gefertigt werden. Alternativ kann der Kolben durch eine Umrüstung bzw. Nachrüstung eines bereits vorhandenen Kolbens mit der Baueinheit hergestellt werden. Der Kolbenboden, ein mit dem Kolbenboden verbundenes Kolbenhemd sowie ein mit dem Kolbenbolzen und/oder mit dem Kolbenhemd verbundener Kolbenbolzenlagerabschnitt können, insbesondere monolithisch, aus Aluminium, Stahl oder Keramik hergestellt sein. The piston can be manufactured as part of a new production. Alternatively, the piston can be made by retrofitting or retrofitting an existing piston with the assembly. The piston head, a piston skirt connected to the piston crown and a piston pin bearing section connected to the piston pin and / or to the piston skirt can, in particular monolithic, be made of aluminum, steel or ceramic.

Die Stirnseite des Kolbenbodens kann teilweise, also in wenigstens einem Oberflächenabschnitt, oder vollständig katalytisch wirkend ausgebildet sein. Hierzu können in den Werkstoff des Kolbenbodens bzw. der Baueinheit katalytisch wirkend ausgebildete Partikel eingebettet sein. Die katalytische Wirkung der Stirnseite kann auch durch eine nachträgliche Aktivierung der Stirnseite erzeugt werden. Hierzu kann die Stirnseite beispielsweise durch eine chemische Behandlung, durch eine Bestrahlung mit Laserstrahlung oder anderweitig aktiviert werden. Die Baueinheit kann allein den Oberflächenabschnitt der Stirnseite oder die gesamte Stirnseite des Kolbenbodens ausbilden. The end face of the piston crown may be partially, that is formed in at least one surface portion, or fully catalytically acting. For this purpose, catalytically formed particles can be embedded in the material of the piston head or the structural unit. The catalytic effect of the front side can also be generated by a subsequent activation of the front side. For this purpose, the front side can be activated, for example, by a chemical treatment, by irradiation with laser radiation or otherwise. The assembly may alone form the surface portion of the end face or the entire end face of the piston crown.

Alternativ oder additiv kann die Stirnseite des Kolbenbodens teilweise, also in wenigstens einem Oberflächenabschnitt, oder vollständig mit einer Oberflächenstrukturierung versehen sein. Die Oberflächenstrukturierung kann durch eine poröse Ausgestaltung der Stirnseite realisiert sein. Alternativ oder additiv kann an der Stirnseite eine Oberflächenstrukturierung ausgebildet sein. Die Oberflächenstrukturierung kann durch ein Abtragverfahren, beispielsweise durch mechanische Ablation, chemische Ablation oder Laserablation, erzeugt werden. Alternatively or additionally, the end face of the piston crown may be partially, ie in at least one surface section, or completely provided with a surface structuring. The surface structuring can be realized by a porous design of the front side. Alternatively or additionally, a surface structuring may be formed on the front side. The surface structuring can be produced by a removal method, for example by mechanical ablation, chemical ablation or laser ablation.

Die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Kolbenboden und der Baueinheit kann bei Bedarf gelöst werden, beispielsweise um den Kolben im Zuge einer Umrüstung oder Reparatur mit einer neuen Baueinheit bestücken zu können. Der Kraftschluss zwischen der Baueinheit und dem Kolbenboden kann auf irgendeine geeignete Art und Weise ausgebildet sein. The frictional connection between the piston head and the unit can be solved if necessary, for example, to be able to equip the piston in the course of a conversion or repair with a new unit. The adhesion between the assembly and the piston crown may be formed in any suitable manner.

Die Hubkolbenbrennkraftmaschine kann einen Ottomotor oder einen Dieselmotor aufweisen. Die Hubkolbenmaschine kann mit einem Kraftstoff in Form von Dieselkraftstoff, Motorbenzin oder einem gasförmigen Kraftstoff versorgt werden. The reciprocating internal combustion engine may comprise a gasoline engine or a diesel engine. The reciprocating engine can be supplied with a fuel in the form of diesel fuel, motor gasoline or a gaseous fuel.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an dem Kolbenboden wenigstens eine zur Stirnseite des Kolbenbodens hin offene Gewindebohrung angeordnet, wobei ein mit einem Außengewinde versehener Verbindungsabschnitt der Baueinheit in die Gewindebohrung eingeschraubt ist. Durch das Einschrauben des Verbindungsabschnitts der Baueinheit in die Gewindebohrung des Kolbenbodens wird der Kraftschluss zwischen der Baueinheit und dem Kolbenboden hergestellt. Die Gewindebohrung kann im Zuge einer Neuherstellung eines Kolbens, beispielsweise in einem Gießverfahren, an dem Kolbenboden ausgebildet werden. Alternativ kann die Gewindebohrung nachträglich an dem Kolbenboden eines speziell hergestellten oder herkömmlich hergestellten Kolbens ausgebildet werden. Letzteres macht insbesondere eine Umrüstung herkömmlicher Kolben möglich. Es kann vorgesehen sein, dass die Formgebung der Baueinheit der Formgebung eines Abschnitts des Kolbenbodens entspricht, der zur Anordnung der Baueinheit an dem Kolbenboden vorab von dem Kolbenboden entfernt oder bei seiner Herstellung weggelassen worden ist. Dieser entfernte Negativabschnitt kann zusätzlich zu dem Negativ der Gewindebohrung noch einen radial außen die Gewindebohrung umschließenden Materialabschnitt umfassen. Entsprechend kann die Baueinheit einen radial nach außen weisenden Kragen aufweisen, dessen Formgebung der Formgebung des Materialabschnitts des entfernten oder weggelassenen Negativabschnitts des Kolbenbodens entspricht. Hierdurch kann die Baueinheit zumindest teilweise formschlüssig in den Kolbenboden eingefügt werden. According to an advantageous embodiment, at least one threaded bore, which is open towards the end face of the piston head, is arranged on the piston head, wherein a connecting portion of the assembly provided with an external thread is screwed into the threaded bore. By screwing the connecting portion of the assembly in the threaded bore of the piston head of the frictional connection between the assembly and the piston crown is made. The threaded bore can be formed in the course of a new production of a piston, for example in a casting process, on the piston crown. Alternatively, the threaded hole can be subsequently formed on the piston head of a specially made or conventionally produced piston. The latter makes possible in particular a conversion of conventional pistons. It may be provided that the shape of the structural unit corresponds to the shape of a portion of the piston crown which has been removed from the piston crown in advance for the arrangement of the assembly on the piston crown or has been omitted during its manufacture. In addition to the negative of the threaded bore, this removed negative portion may also comprise a material section enclosing the threaded bore radially on the outside. Accordingly, the assembly may have a radially outwardly facing collar whose shape corresponds to the shape of the material portion of the removed or omitted negative portion of the piston crown. As a result, the assembly can be inserted at least partially positively in the piston crown.

Vorteilhafterweise ist der Verbindungsabschnitt zumindest bereichsweise mit dem Kolbenboden verklebt. Hierdurch kann verhindert werden, dass sich die formschlüssige Verbindung zwischen der Baueinheit und dem Kolbenboden im Betrieb der Hubkolbenbrennkraftmaschine löst. Die Verklebung kann beispielsweise im Bereich der zusammenwirkenden Gewinde und/oder zwischen einander zugewandten, axialen Stirnflächen der Baueinheit und des Kolbenbodens angeordnet sein. Alternativ kann die Baueinheit auch vollflächig mit dem Kolbenboden verklebt sein. Zur Verklebung kann ein Klebstoff verwendet werden, der elastisch und bis zu einer Temperatur von etwa 1000 °C temperaturbeständig ausgebildet ist. Advantageously, the connecting portion is at least partially bonded to the piston head. This can be prevented that solves the positive connection between the assembly and the piston head during operation of the reciprocating internal combustion engine. The bond can be arranged, for example, in the region of the co-operating threads and / or between mutually facing, axial end faces of the assembly and the piston crown. Alternatively, the assembly may also be glued over its entire surface with the piston crown. For bonding, an adhesive can be used which is elastic and temperature-resistant up to a temperature of about 1000 ° C.

Es ist des Weiteren von Vorteil, wenn zumindest miteinander verklebte Oberflächenbereiche des Verbindungsabschnitts und/oder des Kolbenbodens zumindest teilweise aufgeraut oder mit Hinterschneidungen versehen sind. Hierdurch wird die Oberfläche zwischen dem Klebstoff und dem jeweiligen Oberflächenbereich vergrößert, wodurch die Verklebung verstärkt bzw. robuster wird. Sind Hinterschneidungen an einem Oberflächenbereich vorhanden, kann der Klebstoff diese formschlüssig hintergreifen, wodurch die Verbindung zwischen dem Klebstoff und dem Oberflächenbereich verstärkt wird. Eine Aufrauhung eines Oberflächenabschnitts kann durch eine mechanische Materialabtragung, durch Laserablation oder einer anderen Bearbeitungsart erfolgen. It is furthermore advantageous if at least partially bonded surface regions of the connecting section and / or the piston crown are at least partially roughened or provided with undercuts. As a result, the surface between the adhesive and the respective surface area is increased, whereby the bond is reinforced or more robust. If undercuts are present on a surface area, the adhesive can engage behind this in a form-fitting manner, which enhances the bond between the adhesive and the surface area. A roughening of a surface section can be done by a mechanical material removal, by laser ablation or another type of processing.

Vorteilhafterweise umfasst der Kolben wenigstens ein an der Baueinheit und dem Kolbenboden angreifendes mechanisches Sicherungsmittel, über das die Baueinheit gegen ein Verdrehen relativ zu dem Kolbenboden gesichert ist. Hierdurch kann zuverlässig sichergestellt werden, dass sich die Baueinheit nicht relativ zu dem Kolbenboden verdreht, was mit einer nachteiligen Lösung der kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Baueinheit und dem Kolbenboden einhergehen würde. Das mechanische Sicherungsmittel kann beispielsweise eine Verstiftung sein, wobei wenigstens ein radial verlaufender, an der Baueinheit und dem Kolbenboden angreifender Metallstift die Baueinheit drehfest an den Kolbenboden koppelt. Unter einer Verdrehung ist in diesem Zusammenhang eine Verdrehung der Baueinheit um eine axiale Längsmittelachse des zylinderförmigen Kolbens relativ zu dem Kolbenboden zu verstehen. Advantageously, the piston comprises at least one engaging on the assembly and the piston crown mechanical securing means over which the assembly is secured against rotation relative to the piston crown. This can reliably ensure that the assembly is not rotated relative to the piston crown, resulting in a disadvantageous solution of the frictional connection between the assembly and the Would go hand in hand. The mechanical securing means may be, for example, a pinning, wherein at least one radially extending, acting on the assembly and the piston crown metal pin rotatably coupled to the assembly to the piston crown. A rotation in this context is to be understood as a rotation of the assembly about an axial longitudinal center axis of the cylindrical piston relative to the piston crown.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Baueinheit aus einem Werkstoff monolithisch hergestellt. Dies geht mit einer Minimierung der zur Ausbildung des Kolbens benötigten Bauteilanzahl einher. Die Baueinheit kann beispielsweise unter Verwendung eines Gießverfahrens oder eines Umformverfahrens hergestellt werden. According to a further advantageous embodiment, the assembly is made of a material monolithic. This is accompanied by a minimization of the number of components required for the formation of the piston. The assembly can be made, for example, using a casting process or a forming process.

Vorteilhafterweise besteht der Werkstoff zumindest teilweise aus Titan, Stahl oder einem mit Kohlenstoff versetzten Aluminiumgießwerkstoff. Bei einer derartigen Baueinheit kann die Oberflächenstrukturierung an der Baueinheit durch ein nachträgliches Abtragen von Oberflächenmaterial erzeugt werden. Bei einer aus dem mit Kohlenstoff versetzten Aluminiumgießwerkstoff hergestellten Baueinheit können katalytisch wirkend ausgebildete Partikel in den Aluminiumwerkstoff eingebettet sein. Der Stahl kann ein hochlegierter Stahl sein. Ist die Baueinheit aus Stahl hergestellt kann ihre Materialstärke in einem Bereich von 1 mm bis 4 mm, vorzugsweise in einem Bereich von 2 mm bis 3 mm, liegen. Advantageously, the material is at least partially made of titanium, steel or a carbon mixed aluminum casting material. In such a structural unit, the surface structuring on the structural unit can be produced by a subsequent removal of surface material. In an assembly made of carbon-added aluminum casting material, particles having a catalytic effect can be embedded in the aluminum material. The steel can be a high alloy steel. If the structural unit is made of steel, its material thickness may be in a range of 1 mm to 4 mm, preferably in a range of 2 mm to 3 mm.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Baueinheit einen kraftschlüssig mit dem Kolbenboden verbundenen Träger und ein an dem Träger fixiertes Bauteil, wobei das Bauteil den Oberflächenabschnitt der Stirnseite des Kolbenbodens ausbildet. Der oben genannte Verbindungsabschnitt der Baueinheit kann an dem Träger ausgebildet sein. Hierbei kann an dem Kolbenboden die Gewindebohrung ausgebildet sein, in die der Verbindungsabschnitt bzw. der entsprechende Abschnitt des Trägers eingeschraubt ist. Das Bauteil kann als separat hergestelltes Bauteil ausgebildet sein, das an dem Träger fixiert wird. Alternativ kann das Bauteil als Beschichtung ausgebildet sein, mit welcher der Träger beschichtet wird, um die Baueinheit auszubilden. Das Bauteil kann alternativ dadurch hergestellt werden, dass eine Aufnahme an dem Träger mit dem Werkstoff des Bauteils ausgegossen wird. Der Träger kann eine Materialstärke im Bereich von 0,2 mm bis 3 mm, bevorzugt im Bereich von 0,5 mm bis 2 mm, aufweisen. Der Träger kann topfförmig ausgebildet sein. According to a further advantageous embodiment, the assembly comprises a carrier connected in a non-positively connected manner to the piston crown and a component fixed to the carrier, wherein the component forms the surface portion of the end face of the piston crown. The above-mentioned connecting portion of the assembly may be formed on the carrier. Here, the threaded bore can be formed on the piston head, in which the connecting portion or the corresponding portion of the carrier is screwed. The component may be formed as a separately manufactured component which is fixed to the carrier. Alternatively, the component may be formed as a coating with which the carrier is coated to form the assembly. Alternatively, the component can be produced by pouring a receptacle on the carrier with the material of the component. The carrier may have a material thickness in the range of 0.2 mm to 3 mm, preferably in the range of 0.5 mm to 2 mm. The carrier may be cup-shaped.

Vorteilhafterweise ist der Träger zumindest teilweise aus Titan oder Stahl hergestellt. Insbesondere kann der Träger aus einem hochlegierten Stahl hergestellt sein. Advantageously, the carrier is at least partially made of titanium or steel. In particular, the carrier can be made of a high-alloy steel.

Es ist des Weiteren von Vorteil, wenn der Werkstoff des Bauteils ein mit Kohlenstoff versetzter Aluminiumgießwerkstoff ist. Hierdurch kann das Bauteil durch ein Ausgießen des Trägers mit dem Aluminiumgießwerkstoff hergestellt werden. In dem Aluminiumgießwerkstoff können katalytisch wirkende Partikel eingeschlossen sein. It is furthermore advantageous if the material of the component is a carbon-offset aluminum casting material. As a result, the component can be produced by pouring the carrier with the aluminum casting material. Catalytic particles may be included in the aluminum casting material.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines Kolbens für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine umfasst die Schritte:

– Bereitstellen eines Kolbengrundkörpers mit einem Kolbenboden;
– Bereitstellen einer Baueinheit, die zumindest teilweise eine katalytisch wirkend ausgebildete und/oder mit einer Oberflächenstrukturierung versehene Oberfläche aufweist; und
– formschlüssiges Verbinden der Baueinheit mit dem Kolbenboden, so dass wenigstens ein Oberflächenabschnitt einer einem an dem Kolben angreifenden Pleuel der Hubkolbenbrennkraftmaschine abgewandten Stirnseite des Kolbenbodens zumindest teilweise katalytisch wirkend ausgebildet und/oder mit einer Oberflächenstrukturierung versehen ist.

An inventive method for producing a piston for a reciprocating internal combustion engine comprises the steps:

- Providing a piston body with a piston head;
- Providing a structural unit which has at least partially a catalytically acting and / or provided with a surface structuring surface; and
- Form-fitting connection of the assembly with the piston head, so that at least a surface portion of an attacking on the piston connecting rod of the reciprocating internal combustion engine end face of the piston head is formed at least partially catalytically acting and / or provided with a surface structuring.

Mit dem Verfahren sind die oben mit Bezug auf den Kolben genannten Vorteile entsprechend verbunden. Insbesondere kann der Kolben gemäß einer der oben genannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination von wenigstens zwei dieser Ausgestaltungen miteinander unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden. With the method, the advantages mentioned above with respect to the piston are connected accordingly. In particular, the piston according to one of the above-mentioned embodiments or any combination of at least two of these embodiments can be produced with one another using the method according to the invention.

Das Bereitstellen des Kolbengrundkörpers mit dem Kolbenboden kann die Neuherstellung des Kolbengrundkörpers oder die Bearbeitung eines herkömmlichen Kolbens zur Herstellung des Kolbengrundkörpers umfassen. Der Kolbengrundkörper umfasst zudem ein Kolbenhemd und ein Kolbenbolzenlager. Das Bereitstellen der Baueinheit umfasst eine separate Herstellung der Baueinheit. The provision of the piston main body with the piston head may comprise the re-production of the piston main body or the machining of a conventional piston for the production of the piston main body. The piston main body also includes a piston skirt and a piston pin bearing. The provision of the unit comprises a separate production of the unit.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird an dem Kolbenboden wenigstens eine zur Stirnseite des Kolbenbodens hin offene Gewindebohrung ausgebildet, wobei ein mit einem Außengewinde versehener Verbindungsabschnitt der Baueinheit in die Gewindebohrung eingeschraubt wird. Mit dieser Ausgestaltung sind die oben mit Bezug auf die entsprechende Ausgestaltung des Kolbens genannten Vorteile entsprechend verbunden. According to an advantageous embodiment, at least one threaded bore, which is open towards the end face of the piston head, is formed on the piston head, wherein a connecting portion of the assembly provided with an external thread is screwed into the threaded bore. With this embodiment, the advantages mentioned above with respect to the corresponding embodiment of the piston are connected accordingly.

Vorteilhafterweise wird der Verbindungsabschnitt zumindest bereichsweise mit dem Kolbenboden verklebt. Mit dieser Ausgestaltung sind die oben mit Bezug auf die entsprechende Ausgestaltung des Kolbens genannten Vorteile entsprechend verbunden. Advantageously, the connecting portion is glued at least partially with the piston crown. With this embodiment, the advantages mentioned above with respect to the corresponding embodiment of the piston are connected accordingly.

Es ist des Weiteren von Vorteil, wenn zumindest miteinander zu verklebende Oberflächenbereiche des Verbindungsabschnitts und/oder des Kolbenbodens zumindest teilweise vorab aufgeraut oder mit Hinterschneidungen versehen werden. Mit dieser Ausgestaltung sind die oben mit Bezug auf die entsprechende Ausgestaltung des Kolbens genannten Vorteile entsprechend verbunden. It is furthermore advantageous if surface regions of the connecting portion and / or of the piston crown which are to be glued together are at least partially roughened in advance or provided with undercuts. With this embodiment, the advantages mentioned above with respect to the corresponding embodiment of the piston are connected accordingly.

Vorteilhafterweise wird die formschlüssig mit dem Kolbenboden verbundene Baueinheit gegen ein Verdrehen relativ zu dem Kolbenboden gesichert. Mit dieser Ausgestaltung sind die oben mit Bezug auf die entsprechende Ausgestaltung des Kolbens genannten Vorteile entsprechend verbunden. Insbesondere kann für die Verdrehsicherung der Baueinheit ein mechanisches Sicherungsmittel eingesetzt werden. Advantageously, the form-fitting connected to the piston crown assembly is secured against rotation relative to the piston crown. With this embodiment, the advantages mentioned above with respect to the corresponding embodiment of the piston are connected accordingly. In particular, a mechanical securing means can be used for the rotation of the assembly.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Baueinheit aus einem Werkstoff monolithisch hergestellt. Mit dieser Ausgestaltung sind die oben mit Bezug auf die entsprechende Ausgestaltung des Kolbens genannten Vorteile entsprechend verbunden. According to a further advantageous embodiment, the assembly is made of a material monolithic. With this embodiment, the advantages mentioned above with respect to the corresponding embodiment of the piston are connected accordingly.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Baueinheit hergestellt, indem ein kraftschlüssig mit dem Kolbenboden verbindbarer Träger bereitgestellt wird, an dem ein Bauteil derart fixiert wird, dass das Bauteil den Oberflächenabschnitt der Stirnseite des Kolbenbodens ausbildet. Mit dieser Ausgestaltung sind die oben mit Bezug auf die entsprechende Ausgestaltung des Kolbens genannten Vorteile entsprechend verbunden. According to a further advantageous embodiment, the structural unit is produced by providing a carrier, which can be connected in a force-locking manner to the piston head, on which a component is fixed in such a way that the component forms the surface section of the end face of the piston head. With this embodiment, the advantages mentioned above with respect to the corresponding embodiment of the piston are connected accordingly.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils für sich genommen als auch in unterschiedlicher Kombination miteinander einen weiterbildenden oder vorteilhaften Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen: In the following, the invention will be explained by way of example with reference to the attached figures with reference to preferred exemplary embodiments, wherein the features shown below, taken individually or in combination with one another, may represent a further developing or advantageous aspect of the invention. Show it:

1 eine schematische und perspektivische Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Kolben in Kombination mit drei verschieden ausgebildeten Bauteilen; 1 a schematic and perspective exploded view of an embodiment of a piston according to the invention in combination with three differently shaped components;

2 eine schematische und perspektivische Darstellung einer Baueinheit eines weiteren Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Kolben; und 2 a schematic and perspective view of a structural unit of another embodiment of a piston according to the invention; and

3 eine schematische Schnittdarstellung der in 2 gezeigten Baueinheit. 3 a schematic sectional view of in 2 shown assembly.

1 zeigt eine schematische und perspektivische Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Kolben 1 für eine nicht gezeigte Hubkolbenbrennkraftmaschine. 1 shows a schematic and perspective exploded view of an embodiment of a piston according to the invention 1 for a reciprocating internal combustion engine, not shown.

Der Kolben 1 umfasst einen Kolbengrundkörper 2 mit einem Kolbenboden 3 und einem zylinderförmigen Kolbenhemd 4. Der Kolbenboden 3 umfasst eine einem an dem Kolben 1 in der Hubkolbenbrennkraftmaschine angreifenden, nicht gezeigten Pleuel der Hubkolbenbrennkraftmaschine abgewandte Stirnseite 5, 6 bzw. 7. An dem Kolbenboden 3 ist zentral eine zur Stirnseite des Kolbenbodens 3 hin offene Gewindebohrung 8 angeordnet. The piston 1 includes a piston body 2 with a piston bottom 3 and a cylindrical piston skirt 4 , The piston bottom 3 includes a one on the piston 1 in the reciprocating internal combustion engine attacking, not shown connecting rod of the reciprocating internal combustion engine remote end side 5 . 6 respectively. 7 , At the piston bottom 3 is centrally one to the front of the piston crown 3 open threaded hole 8th arranged.

Der Kolben 1 umfasst des Weiteren eine kraftschlüssig mit dem Kolbenboden 3 verbindbare Baueinheit 9. Die Baueinheit 9 umfasst einen kraftschlüssig mit dem Kolbenboden 3 verbindbaren Träger 10 und ein an dem Träger 10 fixierbares Bauteil 11, 12 bzw. 13, wobei die Bauteile 11, 12 und 13 wahlweise an dem Träger 10 fixierbar sind. Das Bauteil 11 ist für den Einsatz in einem Dieselmotor vorgesehen, während die Bauteile 12 und 13 wahlweise in einem Ottomotor eingesetzt werden können. The piston 1 further includes a force fit with the piston crown 3 connectable assembly 9 , The construction unit 9 includes a force fit with the piston crown 3 connectable carrier 10 and one on the carrier 10 fixable component 11 . 12 respectively. 13 , where the components 11 . 12 and 13 optionally on the carrier 10 can be fixed. The component 11 is intended for use in a diesel engine while the components 12 and 13 can optionally be used in a gasoline engine.

Der Träger 10 kann zumindest teilweise aus Titan oder Stahl hergestellt sein. Der Träger 10 ist topfförmig ausgebildet. Der Träger 10 umfasst einen mit einem Außengewinde 14 versehenen Verbindungsabschnitt 15 der Baueinheit 9, der zum kraftschlüssigen Verbinden der Baueinheit 9 mit dem Kolbenboden 3 in die Gewindebohrung 8 des Kolbenbodens 3 einschraubbar ist. Der Träger 10 umfasst einen radial nach außen weisenden, den Verbindungsabschnitt 15 umschließenden Kragen 16, der formschlüssig in eine die Gewindebohrung 8 radial außen umschließende Vertiefung 17 des Kolbenbodens 3 einfügbar ist. The carrier 10 may be at least partially made of titanium or steel. The carrier 10 is cup-shaped. The carrier 10 includes one with an external thread 14 provided connecting portion 15 the building unit 9 , which frictionally connects the assembly 9 with the piston bottom 3 into the threaded hole 8th of the piston crown 3 can be screwed. The carrier 10 includes a radially outwardly facing, the connecting portion 15 surrounding collar 16 , the form-fitting in a threaded hole 8th radially outwardly enclosing recess 17 of the piston crown 3 is insertable.

Der Werkstoff des Bauteils 11, 12 bzw. 13 kann ein mit Kohlenstoff versetzter Aluminiumgießwerkstoff sein. In den Werkstoff des Bauteils 11, 12 bzw. 13 sind katalytisch wirkende, nicht näher dargestellte Partikel eingebettet. Hierdurch ist die Oberfläche des Bauteils 11, 12 bzw. 13 katalytisch wirkend ausgebildet. Ist das Bauteil 11, 12 bzw. 13 an dem Träger 10 fixiert und ist der Träger 10 in die Gewindebohrung 8 eingeschraubt, wird ein Großteil der Stirnseite 5, 6 bzw. 7 des Kolbenbodens 3 katalytisch wirkend ausgebildet. Das Bauteil 11, 12 bzw. 13 kann vorab hergestellt und an dem Träger 10 fixiert werden. Alternativ kann der Träger 10 mit dem Werkstoff des Bauteils 11, 12 bzw. 13 ausgegossen werden, um das Bauteil 11, 12 bzw. 13 an dem Träger 10 zu fixieren. Dieser durch das Bauteil 11, 12 bzw. 13 ausgebildete Oberflächenabschnitt der Stirnseite 5, 6 bzw. 7 des Kolbenbodens 3 kann alternativ oder additiv mit einer nicht gezeigten Oberflächenstrukturierung versehen sein, um die Fläche der Stirnseite 5, 6 bzw. 7 zu vergrößern. The material of the component 11 . 12 respectively. 13 may be a carbonized aluminum casting material. In the material of the component 11 . 12 respectively. 13 are catalytically active, not shown embedded particles. This is the surface of the component 11 . 12 respectively. 13 designed catalytically. Is that part 11 . 12 respectively. 13 on the carrier 10 fixed and is the carrier 10 into the threaded hole 8th screwed in, much of the front side 5 . 6 respectively. 7 of the piston crown 3 designed catalytically. The component 11 . 12 respectively. 13 can be prepared in advance and attached to the carrier 10 be fixed. Alternatively, the carrier 10 with the material of the component 11 . 12 respectively. 13 be poured out to the component 11 . 12 respectively. 13 on the carrier 10 to fix. This through the component 11 . 12 respectively. 13 trained surface portion of the front side 5 . 6 respectively. 7 of the piston crown 3 may alternatively or additionally be provided with a surface structuring, not shown, to the surface of the end face 5 . 6 respectively. 7 to enlarge.

Der in die Gewindebohrung 8 eingeschraubte Verbindungsabschnitt 15 kann zumindest bereichsweise mit dem Kolbenboden 3 verklebt werden. Hierzu können zumindest miteinander verklebte Oberflächenbereiche des Verbindungsabschnitts 15 und/oder des Kolbenbodens 3 zumindest teilweise aufgeraut oder mit nicht gezeigten Hinterschneidungen versehen sein. Der verwendete Klebstoff kann beispielsweise vorab auf das Außengewinde 14 aufgebracht werden. Alternativ kann der Klebstoff nach dem Einschrauben des Verbindungsabschnitts 15 in die Gewindebohrung 8 in an dem Verbindungsabschnitt 15 umfangsverteilt angeordnete, radiale Bohrungen 18 eingebracht werden, um die gewünschte Verklebung von Träger 10 und Kolbenboden 3 vornehmen zu können. Wenigstens eine Bohrung 8 kann alternativ dazu genutzt werden, den Träger 10 in seiner eingeschraubten Stellung relativ zu dem Kolbenboden 3 zu sichern. Insbesondere kann der Kolben 1 wenigstens ein an der Baueinheit 9 bzw. dem Träger 10 einerseits und dem Kolbenboden 3 andererseits angreifendes, nicht gezeigtes mechanisches Sicherungsmittel aufweisen, über das die Baueinheit 9 bzw. der Träger 10 gegen ein Verdrehen relativ zu dem Kolbenboden 3 gesichert ist. Das mechanische Sicherungsmittel kann beispielsweise einen nicht gezeigten Metallstift aufweisen, der durch eine der Bohrungen 18 geführt und in eine nicht gezeigte radiale Aufnahme an der Gewindebohrung 8 eingreift. The in the threaded hole 8th screwed connection section 15 can at least partially with the piston crown 3 be glued. For this purpose, at least bonded together surface regions of the connecting portion 15 and / or the piston crown 3 at least partially roughened or provided with undercuts, not shown. The adhesive used, for example, in advance on the external thread 14 be applied. Alternatively, the adhesive after screwing the connecting portion 15 into the threaded hole 8th in at the connecting portion 15 circumferentially distributed arranged radial bores 18 are introduced to the desired bonding of carrier 10 and piston bottom 3 to be able to make. At least one hole 8th Alternatively, it can be used by the wearer 10 in its screwed-in position relative to the piston crown 3 to secure. In particular, the piston 1 at least one on the assembly 9 or the carrier 10 on the one hand and the piston crown 3 on the other hand attacking, not shown mechanical securing means have, over which the structural unit 9 or the carrier 10 against twisting relative to the piston crown 3 is secured. The mechanical securing means may for example comprise a metal pin, not shown, passing through one of the bores 18 guided and in a radial receptacle, not shown, on the threaded bore 8th intervenes.

2 zeigt eine schematische und perspektivische Darstellung einer Baueinheit 19 eines weiteren Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Kolben 1. Die Baueinheit 19 kann mit dem in 1 gezeigten Kolbengrundkörper verbunden werden, um den Kolben 1 auszubilden. Diese Baueinheit 19 unterscheidet sich insbesondere dadurch von dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, dass sie aus einem Werkstoff monolithisch hergestellt ist. Der Werkstoff der Baueinheit kann zumindest teilweise aus Titan, Stahl oder einem mit Kohlenstoff versetzten Aluminiumgießwerkstoff bestehen. Die Stirnseite 20 des Kolbens 1 wird durch die Baueinheit 19 ausgebildet, die für einen Einsatz in einem Dieselmotor geeignet ist. 2 shows a schematic and perspective view of a structural unit 19 a further embodiment of a piston according to the invention 1 , The construction unit 19 can with the in 1 shown piston body are connected to the piston 1 train. This unit 19 differs in particular from the in 1 shown embodiment that it is made of a material monolithic. The material of the assembly may be at least partially made of titanium, steel or a carbon offset aluminum casting material. The front side 20 of the piston 1 is through the unit 19 trained, which is suitable for use in a diesel engine.

Die Baueinheit 19 umfasst den Verbindungsabschnitt 21 mit einem Außengewinde 22 und einen radial nach außen weisenden, umlaufend an dem Verbindungsabschnitt 21 angeordneten Kragen 23. Zur Vergrößerung des jeweiligen Brennraums ist an der Baueinheit 19 eine zentrale Ausnehmung 24 ausgebildet. The construction unit 19 includes the connecting portion 21 with an external thread 22 and a radially outwardly facing, circumferentially on the connecting portion 21 arranged collar 23 , To enlarge the respective combustion chamber is on the unit 19 a central recess 24 educated.

3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der in 2 gezeigten Baueinheit 19. Es ist insbesondere die monolithische Ausgestaltung der Baueinheit 19 zu sehen. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die obige Beschreibung zu 2 verwiesen. 3 shows a schematic sectional view of in 2 shown assembly 19 , It is in particular the monolithic design of the unit 19 to see. To avoid repetition, the above description is added 2 directed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Kolben piston
2 2: Kolbengrundkörper Piston base body
3 3: Kolbenboden piston crown
4 4: Kolbenhemd skirt
5 5: Stirnseite von 3 Front side of 3
6 6: Stirnseite von 3 Front side of 3
7 7: Stirnseite von 3 Front side of 3
8 8th: Gewindebohrung threaded hole
9 9: Baueinheit unit
10 10: Träger von 9 Carrier of 9
11 11: Bauteil von 9 Component of 9
12 12: Bauteil von 9 Component of 9
13 13: Bauteil von 9 Component of 9
14 14: Außengewinde von 15 External thread of 15
15 15: Verbindungsabschnitt von 10 Connecting section of 10
16 16: Kragen von 10 Collar of 10
17 17: Vertiefung von 3 Deepening of 3
18 18: Bohrung an 14 Bore on 14
19 19: Baueinheit unit
20 20: Stirnseite von 3 Front side of 3
21 21: Verbindungsabschnitt von 19 Connecting section of 19
22 22: Außengewinde von 21 External thread of 21
23 23: Kragen von 19 Collar of 19
24 24: Ausnehmung von 19 Recess of 19

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2014/102651 A2 [0003, 0006, 0010]

Claims

Piston ( 1 ) for a reciprocating internal combustion engine, comprising a piston head ( 3 ) with a one on the piston ( 1 ) attacking connecting rod of the reciprocating internal combustion engine end facing away ( 5 . 6 . 7 . 20 ), wherein at least a surface portion of the end face ( 5 . 6 . 7 . 20 ) of the piston crown ( 3 ) is at least partially catalytically active and / or provided with a surface structuring, characterized by at least one non-positively with the piston head ( 3 ) connected unit ( 9 . 19 ), which at least the surface portion of the end face ( 5 . 6 . 7 . 20 ) of the piston crown ( 3 ) trains.

Piston ( 1 ) according to claim 1, characterized in that on the piston head ( 3 ) at least one to the front side ( 5 . 6 . 7 . 20 ) of the piston crown ( 3 ) threaded hole ( 8th ), one with an external thread ( 15 . 22 ) connection section ( 14 . 21 ) of the assembly ( 9 . 19 ) into the threaded hole ( 8th ) is screwed.

Piston ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the connecting portion ( 14 . 21 ) at least partially with the piston head ( 3 ) is glued.

Piston ( 1 ) according to claim 3, characterized in that at least bonded together surface areas of the connecting portion ( 14 . 21 ) and / or the piston crown ( 3 ) are at least partially roughened or provided with undercuts.

Piston ( 1 ) according to one of claims 2 to 4, characterized by at least one on the structural unit ( 9 . 19 ) and the piston crown ( 3 ) attacking mechanical securing means through which the assembly ( 9 . 19 ) against rotation relative to the piston head ( 3 ) is secured.

Piston ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the structural unit ( 19 ) is made of a material monolithic.

Piston ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the material consists at least partially of titanium, steel or a carbon offset aluminum casting material.

Piston ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the structural unit ( 9 ) a force fit with the piston head ( 3 ) associated carriers ( 10 ) and one on the carrier ( 10 ) fixed component ( 11 . 12 . 13 ), wherein the component ( 11 . 12 . 13 ) the surface portion of the front side ( 5 . 6 . 7 ) of the piston crown ( 3 ) trains.

Piston ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the carrier ( 10 ) is at least partially made of titanium or steel.

Piston ( 1 ) according to claim 8 or 9, characterized in that the material of the component ( 11 . 12 . 13 ) is a carbonized aluminum casting material.

Method for producing a piston ( 1 ) for a reciprocating internal combustion engine, comprising the steps: - providing a piston main body ( 2 ) with a piston bottom ( 3 ); - providing a structural unit ( 9 . 19 ), which at least partially has a catalytically active surface and / or provided with a surface structuring surface; - positive connection of the assembly ( 9 . 19 ) with the piston head ( 3 ), so that at least a surface portion of a on the piston ( 1 ) attacking connecting rod of the reciprocating internal combustion engine end facing away ( 5 . 6 . 7 . 20 ) of the piston crown ( 3 ) is at least partially catalytically active and / or provided with a surface structuring.

Method according to claim 11, characterized in that on the piston head ( 3 ) at least one to the front side ( 5 . 6 . 7 . 20 ) of the piston crown ( 3 ) threaded hole ( 8th ), wherein one with an external thread ( 15 . 22 ) connection section ( 14 . 21 ) of the assembly ( 9 . 19 ) into the threaded hole ( 8th ) is screwed.

Method according to Claim 12, characterized in that the connecting section ( 14 . 21 ) at least partially with the piston head ( 3 ) is glued.

A method according to claim 13, characterized in that at least to be bonded surface regions of the connecting portion ( 14 . 21 ) and / or the piston crown ( 3 ) at least partially roughened in advance or provided with undercuts.

Method according to one of claims 12 to 14, characterized in that the form-fitting with the piston head ( 3 ) connected unit ( 9 . 19 ) against rotation relative to the piston head ( 3 ) is secured.

Method according to one of claims 11 to 15, characterized in that the structural unit ( 19 ) is made of a material monolithic.

A method according to any one of claims 11 to 15, characterized in that the assembly ( 9 ) is produced by a non-positively with the piston head ( 3 ) connectable carrier ( 10 ) is provided, on which a component ( 11 . 12 . 13 ) is fixed such that the component ( 11 . 12 . 13 ) the surface portion of the front side ( 5 . 6 . 7 ) of the piston crown ( 3 ) trains.