DE19901770A1

DE19901770A1 - Kolben für einen Verbrennungsmotor, sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE19901770A1
Application number: DE19901770A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Yamada
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1998-01-19
Filing date: 1999-01-18
Publication date: 1999-07-22
Also published as: JPH11200948A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Kolben für einen Verbrennungsmotor, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie ein Verfahren zu dessen Herstel lung, nach dem Oberbegriff des Anspruches 6. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Kolben des Typs mit einer Vertiefung oder schüsselartigen Eindrückung an ihrer Oberseite, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Bislang sind für Brennkraftmaschinen oder Verbrennungs motore verschiedene Arten von Kolben vorgeschlagen und in die Praxis umgesetzt worden. Einige dieser Kolben sind von dem Typ mit einer Vertiefung (oder Ausnehmung) in ihrem Kopf. Zur Vereinfachung- der nachfolgenden Beschreibung werden Kolben dieses Typs nachfolgend als "Vertiefungstypkolben" bezeichnet.

Vertiefungstypkolben werden für gewöhnlich aus einer Aluminiumlegierung konstruiert und tragen jeweils einen Kolbenzapfen, an dem eine Verbindungsstange (Pleuel) von einer Kurbelwelle schwenkbeweglich befestigt ist, so daß sich der Kolben in einem entsprechenden Zylinder des Motors hin- und herbewegt. Um einem erheblichen thermischen Schock zu widerstehen, der in der Verbrennungskammer erzeugt wird, sind einige der Vertiefungstypkolben so aufgebaut, daß sie an bestimmten Abschnitten eines Umfanges der Vertiefung hitzebeständige-Bereiche haben. Ein derartiger Vertiefungs typkolben ist in der offengelegten japanischen Patentanmel dung 5-1622 gezeigt. Bei dem Kolben gemäß dieser Veröffent lichung sind die hitzebeständigen Bereiche aus einer Legie rung gefertigt, welche sich von der Aluminiumlegierung unterscheidet, welche die Basis des Kolbens bildet.

Bei dem hitzebeständigen Vertiefungstypkolben gemäß dieser Veröffentlichung wurde jedoch einer Verformung des Kolbenkopfes aufgrund einer erheblichen Massenträgheit, welche während der hin- und hergehenden Bewegung des Kol bens im Zylinder erzeugt wird, anscheinend wenig Aufmerk samkeit geschenkt. Es ist bekannt, daß im Betrieb eines Motors die in jeder Verbrennungskammer auftretenden Explo sionskräfte direkt auf den Kolben in einer axialen Richtung aufgebracht werden, wodurch auf den Kolbenkopf um den Kolbenzapfen herum ein erhebliches Biegemoment aufgebracht wird. Aufgrund dieses Biegemomentes wirken auf Abschnitte des Kolbenkopfes knapp oberhalb axial beabstandeter Ab schnitte des Kolbenzapfens Zugbelastungen, wohingegen auf Abschnitte des Kolbenkopfes an Stellen knapp oberhalb seitlich oder radial beabstandeter Abschnitte- des Kolben zapfens Druckbelastungen wirken. Bei dem hitzebeständigen Vertiefungstypkolben, wie er in der obigen Veröffentlichung vorgeschlagen wird, wurde den Belastungen und hier insbe sondere den Zugbelastungen, welche unvermeidlich auf den Kolbenkopf aufgebracht werden, anscheinend wenig Beachtung geschenkt.

Eine Maßnahme, um den auf den Kolbenkopf wirkenden Zug belastungen zu widerstehen, ist, bestimmte Abschnitte im Umfang der Vertiefung, wo derartige Zugbelastungen auftre ten, mit einer Schicht einer Legierung zu versehen, bei spielsweise einer Kupferlegierung oder dergleichen, welche eine befriedigende mechanische Festigkeit hat. Bislang war es jedoch aufgrund einer schlechten Beständigkeit der Kupferlegierung gegenüber einem thermischen Schock sehr schwierig oder zumindest umständlich, eine Schicht einer Kupferlegierung derart auf bestimmte Abschnitte des Umfan ges der Vertiefung aufzubringen.

Es ist von daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kolben für einen Verbrennungsmotor zu schaffen, wobei bestimmte Abschnitte eines Umfanges in der Vertiefung des Kolbenkopfes, wo Zugbelastungen auftreten, mit einer Kup ferlegierungsschicht versehen sind, um somit den Umfang der Vertiefung mit einer ausreichenden mechanischen Festigkeit auszustatten.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kolbens bereit zustellen.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kolben für einen Verbrennungsmotor geschaffen, mit: einem Kopfabschnitt, der aus einer Aluminiumlegierung gefertigt ist; einer Kolbenzapfenöffnung, welche sich unterhalb des Kopfabschnittes in einer bestimmten Richtung erstreckt; einer Vertiefung, die in einer oberen Oberfläche des Kopfabschnittes ausgebildet ist, wobei die Vertiefung einen Umfangsabschnitt hat, der erste diametral einander gegenüberliegende Abschnitte der Vertiefung, die oberhalb einer Achse der Kolbenzapfenöffnung und zweite diametral einander gegenüberliegende Abschnitte der Vertiefung bein haltet, die oberhalb einer imaginären Linie senkrecht zur Achse der Kolbenzapfenöffnung liegen; einer Schicht einer Kupfer/Aluminium-Legierung, die integral in jeder der ersten diametral einander gegenüberliegenden Abschnitte der Vertiefung angeordnet ist; und einer Schicht einer Alumini umlegierung, die integral in jeder der zweiten diametral einander gegenüberliegenden Abschnitte der Vertiefung angeordnet ist.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens für einen Verbrennungsmotor geschaffen, mit den folgenden Verfahrens schritten: (a) Bereitstellen eines Kolbens aus einer Alumi niumlegierung; (b) Ausbilden einer ringförmig umlaufenden Ausnehmung in einer oberen Oberfläche eines Kopfabschnittes des Kolbens, wobei die ringförmig umlaufende Ausnehmung erste diametral einander gegenüberliegende Abschnitte und zweite diametral einander gegenüberliegende Abschnitte beinhaltet; (c) Einlegen von Kupferdrahtstäben in die ersten diametral einander gegenüberliegenden Abschnitte und von Aluminiumlegierungsdrahtstäben in die zweiten diametral einander gegenüberliegenden Abschnitte; (d) Schmelzen der Kupferdrahtstäbe, der Aluminiumlegierungsdrahtstäbe und eines Teiles des Kopfabschnittes im Nahbereich der Draht stäbe, um hierdurch einen im wesentlichen ringförmig umlau fenden Bereich entlang der ringförmig umlaufenden Ausneh mung zu erzeugen, wobei der im wesentlichen ringförmig umlaufende Bereich Schichten einer Kup fer/Aluminiumlegierung und Schichten einer Aluminiumlegie rung beinhaltet, welche in den ersten und zweiten diametral einander gegenüberliegenden Abschnitten der ringförmig umlaufenden Ausnehmung angeordnet sind; und (e) Maschinel les Bearbeiten des im wesentlichen ringförmig umlaufenden Bereiches, um in der oberen Oberfläche des Kopfabschnittes eine Vertiefung auszubilden.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorlie genden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung von Ausführungsformen anhand der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Kolben gemäß der vor liegenden Erfindung, wobei eine obere Oberfläche des Kol benkopfes dargestellt ist;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung entlang Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung entlang Linie Ill-III in Fig. 1;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Kolben, wobei eine ringförmig umlaufende Ausnehmung in der Oberseite des Kolbenkopfes ausgeformt ist;

Fig. 5 eine Schnittdarstellung entlang Linie V-V in Fig. 4;

Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Kolben, wobei ver schiedene Drahtstifte oder -stäbe in bestimmte Abschnitte der ringförmig umlaufenden Ausnehmung eingesetzt sind;

Fig. 7 eine Schnittdarstellung entlang Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 eine Draufsicht auf einen Kolben, wobei die Drahtstifte oder -stäbe und das Basismaterial des Kolbens teilweise aufgeschmolzen sind, um bestimmte Abschnitte mit einer Schicht einer Kupfer/Aluminium-Legierung zu versehen; und

Fig. 9 eine Schnittdarstellung entlang Linie IX-IX in Fig. 8.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung und zunächst unter Bezugnahme auf die Fig. 1-3 wird nachfolgend ein Kolben für einen Verbrennungsmotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

In der Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 1 der Kolben gemäß der vorliegenden Erfindung bezeichnet. Der Kolben 1 ist aus einer Aluminiumlegierung aufgebaut, beispielsweise aus dem Material "AC8A" (japanischer Industriestandard) Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist der Kolben 1 im wesentli chen einen Kopfabschnitt (oder eine Oberseite) 2, einen Kolbenringabschnitt 3 und einen Mantelabschnitt 4 auf.

Der Kolbenringabschnitt 3 weist drei Ringausnehmungen 5, 6 und 7 in Umfangsrichtung auf. In der dargestellten Ausführungsform sind die beiden oberen Ringausnehmungen 5 und 6 für Druckringe (nicht gezeigt) und die untere Ringausnehmung 7 ist für einen Ölrückhaltering (ebenfalls nicht gezeigt). Mit den Bezugszeichen 8a und 8b sind Wand abschnitte bezeichnet, die an einander diametral gegenüber liegenden Abschnitten des Mantelabschnittes 4 vorhanden sind. Jeder Wandabschnitt 8a und 8b weist einen sich nach innen erstreckenden Zapfenaufnahmeabschnitt 9 auf. Genauer gesagt, die beiden Wandabschnitte 8a und 8b und ihre zuge hörigen Zapfenaufnahmeabschnitte 9 sind an diametral einan der gegenüberliegenden Abschnitten bezüglich einer Achse des Kolbens 1 angeordnet.

Eine Kolbenzapfenöffnung 10 wird durch die Wandab schnitte 8a und 8b und die zugehörigen Zapfenaufnahmeab schnitte 9 gebildet, wobei sich die Öffnung im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse des Kolbens 1 erstreckt.

Innerhalb der Kolbenzapfenöffnung 10 wird ein zylindri scher Kolbenzapfen 11 aufgenommen, der hohlen Aufbau hat. Mit dem Kolbenzapfen 11 ist schwenkbeweglich eine Verbin dungsstange (Pleuel) 12 verbunden.

Der Kopfabschnitt 2 des Kolbens 1 weist eine Vertiefung (oder Ausnehmung) 13 auf, welche einen Teil einer Brennkam mer bildet.

Wie aus den Fig. 1 und 2 zu erkennen ist, ist ein kreisförmig umlaufender Umfang der Vertiefung 13 durch das Bezugszeichen 14 gekennzeichnet. In bestimmten Abschnitten des kreisförmigen Umfanges der Vertiefung 13 sind Schichten 15a und 15b einer Kupfer/Aluminium-Legierung angeordnet. Genauer gesagt, wie aus Fig. 1 zu sehen ist, liegen die Kupfer/Aluminium-Legierungsschichten 15a und 15b an diame tral gegenüberliegenden Abschnitten des kreisförmigen Umfanges der Vertiefung 13 knapp oberhalb der Kolbenzapfen öffnung 10. Anders gesagt, die beiden Kupfer/Aluminium- Legierungsschichten 15a und 15b liegen oberhalb axial voneinander beabstandeten Abschnitten einer Achse der Kolbenzapfenöffnung 10 mit der Achse des Kolbens 1 dazwi schen. Verbleibende Abschnitte, das heißt Abschnitte des kreisförmigen Umfanges der Vertiefung 13, welche oberhalb einer imaginären Linie senkrecht zur Achse der Kolbenzap fenöffnung 10 liegen, sind aus einer Aluminiumlegierung aufgebaut, welche identisch zu dem Basismaterial des Kol bens 1 ist.

Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung des Kol bens 1 unter Bezugnahme auf die Zeichnung und hier insbe sondere unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 9 beschrie ben.

Wie aus den Fig. 4 und 5 hervorgeht, wird ein Kolben 1 mit keiner Vertiefung 13 im Kopfabschnitt 2 durch Gießen eines Aluminiumlegierungsmateriales und durch nachfolgende Bearbeitung des Gußteiles hergestellt. Als Material für den Kolben 1 wird bevorzugt ein Aluminiumlegierungsmaterial mit der Bezeichnung "ACA8" (JIS) verwendet. Sodann wird die obere Oberfläche des Kopfabschnittes 2 spanabhebend oder sonstwie bearbeitet, um eine ringförmig umlaufende Ausneh mung 16 auszubilden. Es sei festzuhalten, daß diese Bear beitung vor oder nach der Bearbeitung zum Herstellen der Ringausnehmungen 5, 6 und 7 und der Kolbenzapfenöffnung 10 durchgeführt werden kann. Aus Gründen der Einfachheit der Erläuterung erfolgt die nachfolgende Beschreibung unter der Annahme, daß die Ausbildung der Kolbenzapfenöffnung 10 unmittelbar nach der Bearbeitung zur Herstellung der Aus nehmung 16 durchgeführt wird.

Wie aus Fig. 6 hervorgeht, werden zwei bogenförmige Kupferdrahtstäbe 17a und 17b in erste diametral einander gegenüberliegende Abschnitte der ringförmig umlaufenden Ausnehmung 16 gelegt, die oberhalb einer Achse der Kolben zapfenöffnung 10 liegen und zwei bogenförmige Aluminiumle gierungs-Drahtstäbe 18a und 18b werden in die verbleibenden (oder zweiten) diametral einander gegenüberliegenden Ab schnitte der ringförmigen Ausnehmung 16 gelegt, die ober halb einer imaginären Linie senkrecht zur Achse der Kolben zapfenöffnung 10 liegen. Mit anderen Worten, der Bogenbe reich der ringförmigen Ausnehmung 16, in der jeweils ein Kupferdrahtstab 17a oder 17b gelegt wird, erstreckt sich über eine Länge entsprechend einem Abstand zwischen den diametral einander gegenüberliegenden Wandabschnitten der Kolbenzapfenöffnung 10 und der verbleibende Bogenbereich der ringförmig umlaufenden Ausnehmung 16, in welche jeweils ein Aluminiumlegierungs-Drahtstab 18a oder 18b gelegt wird, erstreckt sich über eine Länge entsprechend des Abstandes zwischen den Enden der Kupferdrahtstäbe 17a und 17b. Es sei festzuhalten, daß die Kupferdrahtstäbe 17a und 17b aus einem Metallmaterial gefertigt sind, welches Kupfer als Hauptmaterial enthält und daß die Aluminiumlegierungs- Drahtstäbe 18a und 18b aus einer Aluminiumlegierung gefer tigt sind, welche identisch zu dem Basismaterial des Kol bens 1 ist.

Nachfolgend werden die Kupferdrahtstäbe 17a und 17b, die Aluminiumlegierungs-Drahtstäbe 18a und 18b und Teile des Kolbenkopfabschnittes 2 im Nahbereich der Drahtstäbe 17a, 17b, 18a und 18b unter einer Vakuumatmosphäre einem Elektronenstrahl-Aufschmelzverfahren unterworfen. Bei diesem Aufschmelzschritt werden die Drahtstäbe 17a, 17b, 18a und 18b und ein Teil des Kolbens 1 teilweise aufge schmolzen. Wie aus Fig. 8 hervorgeht, verschmelzen die Kupferdrahtstäbe 17a und 17b mit dem Basismaterial des Kolbens 1, so daß eine Schicht 19a oder 19b aus einer Kupfer/Aluminium-Legierung in jeder der entsprechenden Positionen der ringförmig umlaufenden Ausnehmungen 16 gebildet wird und die Aluminiumlegierungs-Drahtstäbe 18a und 18b werden mit dem Basismaterial des Kolbens 1 aufge schmolzen, so daß eine Schicht 20a oder 20b einer Alumini umlegierung in jeder der entsprechenden Positionen der ringförmig umlaufenden Ausnehmung 16 gebildet wird. Somit wird gemäß Fig. 8 eine im wesentlichen ringförmig umlau fende Fläche oder ein Bereich 22 um die Mittelachse des Kolbenkopfes 1 herum ausgebildet, welcher die Schichten 19a und 19b der Kupfer/Aluminium-Legierung und die Schichten 20a und 20b der Aluminiumlegierung beinhaltet.

Es sei festzuhalten, daß die Bestrahlung durch den Elektronenstrahl auf die Zielbereiche des Kolbenkopfes 2 durch langsames Drehen des Kolbens 1 um die Mittelachse der ringförmig umlaufenden Ausnehmung 16 erfolgt. Nach der hohen Erhitzung durch den Elektronenstrahl wird die Kupfer legierungsschicht durch das Basismaterial des Kolbens 1 rasch abgekühlt, so daß Zwischenmetallverbindungen zwischen der Aluminiumlegierung des Kolbens 1 und der Kupferdraht stäbe 17a und 17b mit Sicherheit ausgebildet werden. Da bekanntermaßen die Energiedichte eines Elektronenstrahles sehr hoch ist, bringt die Metallaufschmelzung durch das Elektronenstrahl-Bestrahlungsverfahren eine homogene Diffu sion des Materials der Legierung in den aufgeschmolzenen Abschnitten mit sich. Somit werden gleichförmige Schichten 19a und 19b der Kupfer/Aluminiumlegierung erhalten.

Nachfolgend wird gemäß Fig. 9 eine spanabhebende oder sonstwie geartete Bearbeitung an der oberen Oberfläche des Kopfabschnittes 2, genauer gesagt, in dem im wesentlichen ringförmig umlaufenden Bereich 22 durchgeführt, um die Vertiefung 13 zu bilden. Somit hat die derart erzeugte Vertiefung 13 einen Umfang 14, der durch den im wesentli chen kreisförmig umlaufenden Bereich 22 definiert oder erzeugt ist. Somit hat die obere Oberfläche des Zylinder kopfes 2 einen Aufbau, wie er in Fig. 1 und zugehöriger Beschreibung dargestellt bzw. erläutert ist.

Da die Kupfer/Aluminium-Legierungsschichten 15a und 15b eine höhere mechanische Festigkeit haben, sind die diame tral einander gegenüberliegenden Umfangsabschnitte der Vertiefung 13, die oberhalb der axial beabstandeten Berei che der Kolbenzapfenöffnung 10 angeordnet sind, hochfest. Somit kann der Kolben 1 gemäß der vorliegenden Erfindung sicher den Belastungen widerstehen, insbesondere den Zugbe lastungen, welche bei Betrieb des Motors auf den Kopfab schnitt des Kolbens einwirken.

Es sei noch festzuhalten, daß auf den gesamten Inhalt der japanischen Patentanmeldung P10-20182 (angemeldet am 19. Januar 1998) hier vollinhaltlich Bezug genommen wird.

Beschrieben wurde insoweit zusammenfassend ein Kolben eines Verbrennungsmotors, der einen Kopfabschnitt aus einer Aluminiumlegierung, eine Kolbenzapfenöffnung, die sich unterhalb des Kopfabschnittes in einer bestimmten Richtung erstreckt und eine Vertiefung aufweist, die in einer oberen Oberfläche des Kopfabschnittes ausgebildet ist. Die Vertie fung hat einen Umfangsbereich, der erste diametral einander gegenüberliegende Abschnitte der Vertiefung beinhaltet, die oberhalb einer Achse der Kolbenzapfenöffnung liegen und zweite diametral einander gegenüberliegende Abschnitte der Vertiefung beinhaltet, die oberhalb einer imaginären Linie senkrecht zur Achse der Kolbenzapfenöffnung liegen. Eine Schicht aus einer Kupfer/Aluminium-Legierung ist integral in jeder der ersten diametral einander gegenüberliegenden Abschnitte der Vertiefung angeordnet und eine Schicht einer Aluminiumlegierung ist integral in jeder der zweiten dia metral einander gegenüberliegenden Abschnitte der Vertie fung angeordnet. Zur Herstellung des Kolbens mit diesem Aufbau wird in der oberen Oberfläche des Kolbens eine ringförmig umlaufende Ausnehmung ausgebildet. Sodann werden Kupferdrahtstäbe und Aluminiumlegierungsdrahtstäbe in die ersten und zweiten diametral einander gegenüberliegenden Abschnitte der ringförmig umlaufenden Ausnehmung eingelegt.

Dann werden diese Drahtstäbe und Teile des Kopfabschnittes aufgeschmolzen, um einen im wesentlichen ringförmig umlau fenden Bereich entlang der ringförmig umlaufenden Ausneh mung zu bilden, der Schichten einer Kupfer/Aluminium-Legie rung und Schichten einer Aluminiumlegierung beinhaltet, welche in den ersten und zweiten diametral einander gegen überliegenden Abschnitten der ringförmig umlaufenden Aus nehmung angeordnet sind. Dieser im wesentlichen ringförmig umlaufende Bereich wird dann maschinell bearbeitet, um die obere Oberfläche des Kolbenkopfes mit der Vertiefung zu versehen.

Obgleich die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Modifikationen und Abwandlungen der Ausfüh rungsformen gemäß obiger Beschreibung können im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch einen Fachmann auf diesem Gebiet vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Kolben für einen Verbrennungsmotor mit:
einem Kopfabschnitt (2), der aus einer Aluminiumlegie rung gefertigt ist;
einer Kolbenzapfenöffnung (10), welche sich unterhalb des Kopfabschnittes (2) in einer bestimmten Richtung er streckt;
einer Vertiefung (13), die in einer oberen Oberfläche des Kopfabschnittes (2) ausgebildet ist, wobei die Vertie fung (13) einen Umfangsabschnitt (14) hat, der erste dia metral einander gegenüberliegende Abschnitte der Vertie fung, die oberhalb einer Achse der Kolbenzapfenöffnung (10) und zweite diametral einander gegenüberliegende Abschnitte der -Vertiefung beinhaltet, die oberhalb einer imaginären Linie senkrecht zur Achse der Kolbenzapfenöffnung (10) liegen;
einer Schicht (19a, 19b) einer Kupfer/Aluminium-Legie rung, die integral in jeder der ersten diametral einander gegenüberliegenden Abschnitte der Vertiefung angeordnet ist; und
einer Schicht (20a, 20b) einer Aluminiumlegierung, die integral in jeder der zweiten diametral einander gegenüber liegenden Abschnitt der Vertiefung (13) angeordnet ist.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeder der ersten diametral einander gegenüberlie genden Abschnitte über eine Länge entsprechend des Abstan des zwischen diametral einander gegenüberliegenden Wandab schnitten der Kolbenzapfenöffnung (10) erstreckt und daß sich jeder der zweiten diametral einander gegenüberliegen den Abschnitte um eine Länge entsprechend des Abstandes zwischen den Enden der ersten diametral einander gegenüber liegenden Abschnitte erstreckt.

3. Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schicht (19a, 19b) der Kupfer/Aluminium- Legierung und die Schicht (20a, 20b) der Aluminiumlegierung integral miteinander verbunden sind, um einen im wesentli chen ringförmig umlaufenden Bereich (22) zu bilden, der den Umfang der Vertiefung umgibt.

4. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin gekennzeichnet durch:
einen Kolbenringabschnitt (3) einstückig mit dem Kopf abschnitt (2);
einen Mantelabschnitt (4) einstückig mit dem Kolben ringabschnitt (3); und
Wandabschnitten (8a, 8b), die an diametral einander gegenüberliegenden Abschnitten des Mantelabschnittes (4) angeordnet sind, wobei jeder Wandabschnitt (8a, 8b) mit einem sich nach innen erstreckenden Zapfenaufnahmeabschnitt (9) versehen ist, wobei die Kolbenzapfenöffnung (10) durch die Wandabschnitte (8a, 8b) und die entsprechenden Zapfen aufnahmeabschnitte (9) definiert ist.

5. Kolben nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenringabschnitt aufweist:
zwei ringförmig umlaufende Ausnehmungen (5, 6) zum Einsetzen von Druckringen; und
eine ringförmig umlaufende Ausnehmung (7) zum Einset zen eines Ölrückhalterings.

6. Verfahren zur Herstellung eines Kolbens für einen Verbrennungsmotor, insbesondere eines Kolbens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, mit den folgenden Verfahrensschritten:

(a) Bereitstellen eines Kolbens (1) aus einer Alumini umlegierung;
(b) Ausbilden einer ringförmig umlaufenden Ausnehmung (16) in einer oberen Oberfläche eines Kopfabschnittes (2) des Kolbens (1), wobei die ringförmig umlaufende Ausnehmung (16) erste diametral einander gegenüberliegende Abschnitte und zweite diametral einander gegenüberliegende Abschnitte beinhaltet;
(c) Einlegen von Kupferdrahtstäben (17a, 17b) in die ersten diametral einander gegenüberliegenden Abschnitte und von Aluminiumlegierungsdrahtstäben (18a, 18b) in die zwei ten diametral einander gegenüberliegenden Abschnitte;
(d) Schmelzen der Kupferdrahtstäbe, der Aluminiumle gierungsdrahtstäbe und eines Teiles des Kopfabschnittes (2) im Nahbereich der Drahtstäbe, um hierdurch einen im wesent lichen ringförmig umlaufenden Bereich entlang der ringför mig umlaufenden Ausnehmung (16) zu erzeugen, wobei der im wesentlichen ringförmig umlaufende Bereich Schichten einer Kupfer/Aluminiumlegierung und Schichten einer Aluminiumle gierung beinhaltet, welche in den ersten und zweiten dia metral einander gegenüberliegenden Abschnitten der ringför mig umlaufenden Ausnehmung (16) angeordnet sind; und
(e) maschinelles Bearbeiten des im wesentlichen ring förmig umlaufenden Bereiches, um in der oberen Oberfläche des Kopfabschnittes eine Vertiefung (13) auszubilden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß eine erste imaginäre Linie, welche durch jeweilige Mittelpunkte der ersten diametral einander gegenüberliegen den Abschnitte verläuft, im wesentlichen senkrecht zu einer zweiten imaginären Linie verläuft, welche durch jeweilige Mittelpunkte der zweiten diametral einander gegenüberlie genden Abschnitte verläuft.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, daß vor dem Schritt (c) ein Schritt (f) durchgeführt wird, in welchem der Kolben (1) mit einer Kolbenzapfenöff nung (10) versehen wird, deren Achse sich parallel zu der ersten imaginären Linie erstreckt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß die im Schritt (c) verwendeten Aluminiumlegierungsdrahtstäbe aus einem Material sind, welches identisch zum Basismaterial des Kolbens (1) ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß der Schritt (d) unter Verwendung einer Elektronenstrahl-Bestrahlung in einer Vakuumatmosphä re durchgeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich net, daß die Elektronenstrahl-Bestrahlung durchgeführt wird, während der Kolben (1) um seine Längsachse gedreht wird.