DE69003774T2

DE69003774T2 - Insulated piston.

Info

Publication number: DE69003774T2
Application number: DE1990603774
Authority: DE
Inventors: Katsunori Hirai; Hiroshi Sakuragaoka N Matsuoka
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1989-08-10
Filing date: 1990-07-12
Publication date: 1994-03-31
Anticipated expiration: 2010-07-13
Also published as: JPH0668257B2; DE412660T1; JPH0370845A; EP0412660A1; EP0412660B1; DE69003774D1

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft einen wärmeisolierenden Kolben für eine wärmeisolierende Maschine.The present invention relates to a heat-insulating piston for a heat-insulating machine.

Ein konventioneller wärmeisolierender Kolben, wie in Fig.4 dargestellt, ist offenbart worden. In Fig.4 ist ein Befestigungsvorsprung 28, der im Zentrum eines Bodenbereichs 21 ausgebildet ist, in ein Befestigungsloch 31 eingesetzt, das im Zentrum eines Kolbenmantelbereichs 22 ausgebildet ist, und die beiden Teile sind mittels eines Fließmetalls 29 miteinander verbunden. Bei diesem Beispiel ist an der inneren Umfangsfläche eines Ringbereichs 24, der den oberen Bereich der Gleitfläche eines Kolbens bildet, ein abgestufter Bereich 32 ausgebildet, und der Bodenbereich 21 ist auf diesem abgestuften Bereich 32 an dessen äußerem Umfangsbereich 33 verriegelt. Darüber hinaus ist der Ringbereich 24 in gepreßtem Zustand am Kolbenmantelbereich 22 über ein Dichtelement 27 befestigt. Weiterhin ist im zylindrischen Bohrungsbereich, der aus dem Bodenbereich 21 und dem Ringbereich 24 gebildet ist, eine wärmeisolierende Schicht 23 vorgesehen, und eine dünne Platte 25, die aus einem keramischen Material gebildet ist, ist auf der Oberfläche der wärmeisolierenden Schicht 23, die einer Brennkammer zugewandt ist, plaziert. In Fig.4 bezeichnet das Bezugszeichen 26 eine Schicht von wärmeisolierender Luft.A conventional heat insulating piston as shown in Fig.4 has been disclosed. In Fig.4, a fastening projection 28 formed in the center of a bottom portion 21 is fitted into a fastening hole 31 formed in the center of a piston skirt portion 22, and the two parts are connected to each other by means of a flow metal 29. In this example, a stepped portion 32 is formed on the inner peripheral surface of a ring portion 24 which forms the upper portion of the sliding surface of a piston, and the bottom portion 21 is locked onto this stepped portion 32 at its outer peripheral portion 33. Moreover, the ring portion 24 is pressed and fixed to the piston skirt portion 22 via a sealing member 27. Furthermore, in the cylindrical bore portion formed of the bottom portion 21 and the ring portion 24, a heat insulating layer 23 is provided, and a thin plate 25 made of a ceramic material is placed on the surface of the heat insulating layer 23 facing a combustion chamber. In Fig.4, reference numeral 26 denotes a layer of heat insulating air.

Ein wärmeisolierender Kolben mit einem Aufbau ähnlich dem des oben beschriebenen ist in der Beschreibung des US-Patent Nr. 4,848,291 (siehe das in der Official Gazette veröffentlichte japanische Patent Nr.302164/1988), die vom Anmelder der vorliegenden Erfindung eingereicht wurde, offenbart. Der Aufbau des so offenbarten wärmeisolierenden Kolbens wird unter Bezugnahme auf Fig.5 kurz beschrieben. Der Kolben weist einen Kolbenboden 41 auf, der in seinem Mittelpunktsbereich einen Vorsprung 44 aufweist und aus einem Material gebildet ist mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten, der im wesentlichen gleich dem eines keramischen Materials ist, und einen metallischen Kolbenmantel 42, der in seinem Mittelpunktsbereich ein Befestigungsloch 52 aufweist, in welches der Befestigungsvorsprung 44 eingesetzt ist. Darüber hinaus ist der Befestigungsvorsprung 44 des Kolbenbodens 41 in das zentale Befestigungsloch im Kolbenmantel 42 mittels eines Metallrings 51 als Fließmetall fest eingesetzt.A heat-insulating piston having a structure similar to that described above is described in the specification of US Patent No. 4,848,291 (see the Official Gazette No. 302164/1988) filed by the applicant of the present invention. The structure of the heat insulating piston thus disclosed will be briefly described with reference to Fig.5. The piston comprises a piston crown 41 having a projection 44 at its central portion and formed of a material having a thermal expansion coefficient substantially equal to that of a ceramic material, and a metallic piston skirt 42 having a mounting hole 52 at its central portion into which the mounting projection 44 is fitted. Moreover, the mounting projection 44 of the piston crown 41 is firmly fitted into the central mounting hole in the piston skirt 42 by means of a metal ring 51 as a flow metal.

Ein Pufferelement 48, das aus einer wärmeisolierenden Dichtung besteht, ist in gepreßtem Zustand zwischen den Kolbenboden 41 und den Kolbenmantel 42 im zentralen Bereich, wo die beiden Teile miteinander in Kontakt gebracht sind, eingesetzt. Darüber hinaus ist auch eine Schicht 49 aus wärmeisolierender Luft zwischen dem Kolbenboden 41 und dem Kolbenmantel 42 ausgebildet. Ein dünnes Plattenteil 45 aus einem keramischen Material, das mit extrem geringer Dicke ausgebildet ist, um die Wärmekapazität auf der Oberfläche des wärmeisolierenden Kolbens zu reduzieren, ist auf dem Kolbenboden 41 über einem wärmeisolierenden Teil 43 vorgesehen, so daß das dünne Plattenteil der Brennkammer zugewandt ist. Ein keramischer Ring 46, dessen Material dasselbe ist wie das des keramischen dünnen Plattenteils 45, ist um den äußeren Umfangsbereich des dünnen Plattenteils 45 herumgesetzt, und das keramische dünne Plattenteil 45 und der keramische Ring 46 sind in einem Kontaktbereich mittels chemischer Gasphasenabscheidung miteinander verbunden.A buffer member 48 consisting of a heat insulating gasket is inserted in a pressed state between the piston crown 41 and the piston skirt 42 at the central portion where the two parts are brought into contact with each other. In addition, a layer 49 of heat insulating air is also formed between the piston crown 41 and the piston skirt 42. A thin plate member 45 made of a ceramic material formed to be extremely thin in thickness to reduce the heat capacity on the surface of the heat insulating piston is provided on the piston crown 41 above a heat insulating member 43 so that the thin plate member faces the combustion chamber. A ceramic ring 46 whose material is the same as that of the ceramic thin plate member 45 is fitted around the outer peripheral portion of the thin plate member 45, and the ceramic thin plate member 45 and the ceramic ring 46 are in a contact portion bonded together by chemical vapor deposition.

Ein abgestufter Bereich 56 ist auf der inneren Umfangsfläche des keramischen Rings 46 ausgebildet, und der äußere Umfangsbereich des Kolbenbodens 41 ist in den keramischen Ring 46 eingesetzt, um den abgestuften Bereich 56 des Rings 46 zu berühren. Das wärmeisolierende Teil 43 ist in einem Raum abgedichtet, der durch das keramische dünne Plattenteil 45, den keramischen Ring 46 und den Kolbenboden 41 definiert ist, und dieses wärmeisolierende Teil 43 besteht aus Whiskern aus Kaliumtitanat, Zirkonfaser oder dergleichen. Da der Kolbenboden 41 in einem gedrückten Zustand in den Kolbenmantel 42 eingesetzt ist, wird der äußere Umfangsbereich des Kolbenbodens 41 gegen den abgestuften Bereich 56 des keramischen Rings 46 gedrückt, und der keramische Ring 46 gegen den Umfangsbereich des Kolbenmantels 42. Eine Dichtung, die aus einer Karbondichtung 47 besteht zur Sicherstellung einer Abdichtung zwischen dem keramischen Ring 46 und dem Kolbenmantel 42, ist dazwischen eingesetzt.A stepped portion 56 is formed on the inner peripheral surface of the ceramic ring 46, and the outer peripheral portion of the piston crown 41 is inserted into the ceramic ring 46 to contact the stepped portion 56 of the ring 46. The heat insulating member 43 is sealed in a space defined by the ceramic thin plate member 45, the ceramic ring 46, and the piston crown 41, and this heat insulating member 43 is made of whiskers of potassium titanate, zirconium fiber, or the like. Since the piston crown 41 is inserted into the piston skirt 42 in a pressed state, the outer peripheral portion of the piston crown 41 is pressed against the stepped portion 56 of the ceramic ring 46, and the ceramic ring 46 is pressed against the peripheral portion of the piston skirt 42. A seal consisting of a carbon seal 47 for ensuring sealing between the ceramic ring 46 and the piston skirt 42 is interposed therebetween.

Es ist sehr schwierig, befriedigende wärmeisolierende Eigenschaften für ein wärmeisolierendes Maschinenteil, wie einen Kolben, bei dem ein keramisches Material als ein wärmeisolierendes oder wärmebeständiges Material verwendet wird, sicherzustellen. Da das keramische Material der hohen Temperatur in der Brennkammer ausgesetzt ist, erfährt es einen thermischen Schock. Daher ist es notwendig, daß das Teil, das aus einem keramischen Material besteht, für eine bevorzugte Festigkeit ausgebildet ist. Wenn die Dikke des keramischen Materials, das die Wandung bildet, für den wärmeisolierenden Zweck erhöht wird, wird die Wärmekapazität der Wandung groß. Demgemäß nimmt bei einem Ansaughub die Ansaugluft eine große Wärmemenge von der Brennkammer auf, wodurch die Temperatur der Ansaugluft ansteigt, so daß diese Wärme die Luftansaugphase nachteilig beeinflußt. Als Ergebnis nimmt die Ansaugeffizienz ab und die Ansaugphase endet. Im Gegensatz hierzu müssen bei einem Expansionshub die wärmeisolierenden Eigenschaften verbessert werden.It is very difficult to ensure satisfactory heat insulating properties for a heat insulating machine part such as a piston in which a ceramic material is used as a heat insulating or heat resistant material. Since the ceramic material is exposed to the high temperature in the combustion chamber, it experiences a thermal shock. Therefore, it is necessary that the part made of a ceramic material be formed for preferable strength. If the thickness of the ceramic material forming the wall is increased for the heat insulating purpose, the heat capacity of the wall becomes large. Accordingly, During an intake stroke, the intake air absorbs a large amount of heat from the combustion chamber, causing the temperature of the intake air to rise, so that this heat adversely affects the air intake phase. As a result, the intake efficiency decreases and the intake phase ends. In contrast, during an expansion stroke, the heat insulating properties must be improved.

Der wärmeisolierende Kolbenaufbau, der in der vorgenannten US-Patentschrift Nr. 4,848,291 offenbart und wie vorstehend ausgeführt ist, um diese Probleme zu lösen, weist excellente wärmeisolierende Eigenschaften auf, kann die Wärmekapazität des Oberflächenteils des Kolbenbodens, das der Brennkammer zugewandt ist, auf den niedrigstmöglichen Wert herabsetzen, in der die Temperatur infolge des Verbrennungsgases, dem die Brennkammer ausgesetzt ist, hoch wird, kann die Ansaugeffizienz und die Takteffizienz verbessern, und bringt keine Vergrößerung des Problems der Oberflächenfestigkeit des Kolbenbodens mit sich, selbst wenn diese einen thermischen Schock erfährt. Bei diesem Kolbenaufbau können die thermische Beständigkeit, die Korrosionsbeständigkeit und der Deformationswiderstand verbessert werden, und eine stabile Befestigung kann sichergestellt werden. Darüber hinaus kann der Druck, der während eines Explosionshubs auf den Kolbenboden ausgeübt wird, in einer bevorzugten Lage aufgenommen werden, wodurch eine verbesserte Dichtfähigkeit zwischen dem Kolbenboden und dem Kolbenmantel sichergestellt werden kann.The heat-insulating piston structure disclosed in the above-mentioned U.S. Patent No. 4,848,291 and designed as above to solve these problems has excellent heat-insulating properties, can reduce the heat capacity of the surface part of the piston crown facing the combustion chamber to the lowest possible value in which the temperature becomes high due to the combustion gas to which the combustion chamber is exposed, can improve the intake efficiency and the stroke efficiency, and does not increase the problem of the surface strength of the piston crown even if it experiences thermal shock. In this piston structure, the thermal resistance, corrosion resistance and deformation resistance can be improved, and stable attachment can be ensured. In addition, the pressure exerted on the piston crown during an explosion stroke can be absorbed in a preferred position, thereby ensuring improved sealing ability between the piston crown and the piston skirt.

Jedoch besteht bei dem vorstehenden wärmeisolierenden Kolbenaufbau das wärmeisolierende Material, das zwischen dem Kolbenbodenbereich und dem auf der Seite der Brennkammer angeordneten keramischen dünnen Plattenteil angeordnet ist, aus Whiskern oder Fasern aus Mullit, Aluminium, Kaliumtitanat, Zirkon oder dergleichen, wohingegen das keramische dünne Plattenteil und der keramische Ring aus Silikonnitrid bestehen. Dieser Unterschied in der Beschaffenheit der relevanten Teile verursacht den folgenden Nachteil. Da die für das wärmeisolierende Material und den keramischen dünnen Plattenbereich und den keramischen Ring, der das wärmeisolierende Material umgibt, verwendeten Materialien unterschiedlich sind, besteht zwischen dem wärmeisolierenden Material und dem umgebenden keramischen dünnen Plattenteil und dem keramischen Ring eine Differenz in der Wärmeausdehnung, wenn die Temperatur sich ändert. Daher kann, in einem Fall, wo die relevanten Teile miteinander mittels chemischer Gasphasenabscheidung oder Beschichtung in Verbindungsbereichen verbunden sind, keine Festigkeit für das Halten des wärmeisolierenden Materials in Position sichergestellt werden, wenn eine Differenz in der thermischen Ausdehnung zwischen den relevanten Teilen auftritt, und das wärmeisolierende Material und die keramische dünne Platte und der keramische Ring voneinander in den Verbindungsbereichen getrennt werden oder Risse in den Verbindungsbereichen entstehen.However, in the above heat-insulating piston structure, the heat-insulating material disposed between the piston crown portion and the ceramic thin plate part is made of whiskers or fibers of mullite, aluminum, potassium titanate, zirconium or the like, whereas the ceramic thin plate part and the ceramic ring are made of silicon nitride. This difference in the constitution of the relevant parts causes the following disadvantage. Since the materials used for the heat insulating material and the ceramic thin plate portion and the ceramic ring surrounding the heat insulating material are different, there is a difference in thermal expansion between the heat insulating material and the surrounding ceramic thin plate part and the ceramic ring when the temperature changes. Therefore, in a case where the relevant parts are bonded to each other by means of chemical vapor deposition or coating in bonding portions, strength for holding the heat insulating material in position cannot be ensured if a difference in thermal expansion occurs between the relevant parts, and the heat insulating material and the ceramic thin plate and the ceramic ring are separated from each other in the bonding portions or cracks occur in the bonding portions.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen wärmeisolierenden Kolben zu schaffen, der in der Lage ist, die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen, bei dem nicht nur eine extrem hohe Wärmeisolierungsfähigkeit am Kolbenbodenbereich sichergestellt ist, sondern ebenso ein Hitzebeständigkeitsvermögen am Oberflächenbereich des Kolbenbodens sichergestellt ist, der der Brennkammer zugewandt ist, in der die Temperatur sich infolge der Exponiertheit zum Verbrennungsgas erhöht, wobei die Wärmekapazität des Oberflächenbereichs so gering wie möglich gemacht wird, so daß der Oberflächenbereich der Temperaturänderung des Verbrennungsgases folgen kann, wodurch die Ansaugeffizienz verbessert werden kann.An object of the present invention is to provide a heat insulating piston capable of solving the above-mentioned problems, in which not only an extremely high heat insulating ability is ensured at the piston crown portion, but also a heat-resisting ability is ensured at the surface portion of the piston crown facing the combustion chamber in which the temperature increases due to exposure to the combustion gas, with the heat capacity of the surface portion being as small as possible. so that the surface area can follow the temperature change of the combustion gas, whereby the intake efficiency can be improved.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein wärmeisolierender Kolben geschaffen mit:According to the present invention there is provided a heat insulating piston comprising:

einem Kolbenmantel mit einem oberen Umfangsendbereich und einem darin ausgebildeten Befestigungsloch;a piston skirt having an upper circumferential end portion and a mounting hole formed therein;

einem Kolbenbodenbereich mit einem Befestigungsvorsprung, der derart in das Befestigungsloch eingesetzt ist, daß ein unterer Umfangsendbereich des Kolbenbodenbereichs in einem gepreßten Zustand am oberen Umfangsendbereich des Kolbenmantels befestigt ist, wobei der Kolbenbodenbereich aus einem keramischen Material gebildet ist;a piston crown portion having a fixing projection inserted into the fixing hole such that a lower peripheral end portion of the piston crown portion is fixed to the upper peripheral end portion of the piston skirt in a pressed state, the piston crown portion being formed of a ceramic material;

einem wärmeisolierenden Teil, das am Kolbenbodenbereich befestigt ist und aus einem whiskergebrannten Teil eines keramischen Materials besteht; unda heat insulating part attached to the piston bottom area and consisting of a whisker-fired part of a ceramic material; and

einem Laminat, das mit einer Oberfläche des wärmeisolierenden Teils verbunden ist, die im Betrieb einem Verbrennungsgas ausgesetzt ist und aus einem keramischen Material besteht;a laminate bonded to a surface of the heat-insulating part which is exposed to combustion gas during operation and consists of a ceramic material;

dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenbodenbereich, das wärmeisolierende Teil und das Laminat aus demselben keramischen Material gebildet sind.characterized in that the piston crown region, the heat-insulating part and the laminate are made of the same ceramic material.

Der Oberflächenbereich kann als Laminat unter Verwendung eines keramischen Materials, wie Silikonnitrid (Si3N4), Silikonkarbid (SiC) oder dergleichen, gebildet sein, wobei das wärmeisolierende Teil aus demselben keramischen Material aus gebrannten Whiskern besteht, wie das für das Laminat und den Kolbenbodenbereich verwendete. Das wärmeisolierende Teil kann dann mit dem Laminat und dem Kolbenbodenbereich stabil verbunden werden, so daß eine ausreichende Festigkeit und Betriebssicherheit für den Kolben sichergestellt werden kann.The surface region may be formed as a laminate using a ceramic material such as silicon nitride (Si3N4), silicon carbide (SiC) or the like, wherein the heat insulating part is made of the same ceramic material from fired whiskers as that used for the laminate and the piston crown area. The heat-insulating part can then be firmly connected to the laminate and the piston crown area, so that sufficient strength and operational reliability for the piston can be ensured.

Darüber hinaus kann ein extrem hohes Wärmeisolationsvermögen durch das wärmeisolierende Teil erzielt werden, und die Dicke des Laminats, das auf der Oberfläche des Kolbenbodenbereichs angeordnet ist, der aufgrund seiner Exponiertheit zum Verbrennungsgas auf eine hohe Temperatur aufgeheizt wird, kann so gering wie möglich gemacht werden, während dessen thermische Kapazität so niedrig wie möglich gemacht wird. Demzufolge kann die Ansaugeffizienz verbessert werden, und eine hohe Hitzebeständigkeit, ein hoher Deformationswiderstand und eine hohe Korrosionsbeständigkeit können durch dieses Laminat erhalten werden.Furthermore, extremely high heat insulation performance can be achieved by the heat insulating member, and the thickness of the laminate disposed on the surface of the piston crown portion which is heated to a high temperature due to its exposure to the combustion gas can be made as small as possible while making its thermal capacity as low as possible. Accordingly, intake efficiency can be improved, and high heat resistance, high deformation resistance and high corrosion resistance can be obtained by this laminate.

Vorzugsweise weist der Kolbenbodenbereich einen ringförmigen Bereich auf, der darin integral ausgebildet ist aus einem keramischen Material, um eine Gleitfläche zu bilden, die sich vom Umfang des Kolbenbodenbereichs nach oben erstreckt, der aus derselben Art eines keramischen Materials gebildet ist wie der Kolbenbodenbereich, das wärmeisolierende Teil und das Laminat, und das wärmeisolierende Teil ist in einem zylindrischen Bohrungsbereich vorgesehen, der durch den ringförmigen Bereich definiert ist, und mit der oberen Fläche des Kolbenbodenbereichs verbunden.Preferably, the piston crown portion has an annular portion integrally formed therein from a ceramic material to form a sliding surface extending upward from the periphery of the piston crown portion, which is formed from the same type of ceramic material as the piston crown portion, the heat insulating member and the laminate, and the heat insulating member is provided in a cylindrical bore portion defined by the annular portion and bonded to the upper surface of the piston crown portion.

Bei diesem Aufbau kann das wärmeisolierende Teil besonders sicher und stabil im Kolbenbodenbereich untergebracht werden. Darüber hinaus wird selbst wenn eine Kraft bewirkt wird, die nach unten auf einen Befestigungsvorsprung wirkt, der im Mittelpunkt des Kolbens vorgesehen ist, verhindert, da die obere Fläche des Kolbenbodenbereichs und die untere Fläche des wärmeisolierenden Teils stabil miteinander verbunden sind, und da der äußere Umfangsbereich des wärmeisolierenden Teils relativ zum zylindrischen Bereich freigemacht ist, daß der Verbindungszustand zwischen dem wärmeisolierenden Teil und dem Kolbenbodenbereich nachteilig beeinflußt wird, und daher kann die stabile Verbindung zwischen den relevanten Teilen aufrechterhalten werden. Darüber hinaus wird auch verhindert, daß der Verbindungszustand zwischen dem wärmeisolierenden Teil und dem Laminat, das auf demselben angeordnet ist, nachteilig beeinflußt wird.With this design, the heat-insulating part can be accommodated particularly safely and stably in the piston crown area. In addition, even if a force is caused to act downward on a fixing projection provided at the center of the piston, since the upper surface of the piston crown portion and the lower surface of the heat insulating member are stably connected to each other, and since the outer peripheral portion of the heat insulating member is exposed relative to the cylindrical portion, the connection state between the heat insulating member and the piston crown portion is prevented from being adversely affected, and therefore the stable connection between the relevant parts can be maintained. Moreover, the connection state between the heat insulating member and the laminate disposed thereon is also prevented from being adversely affected.

Alternativ weist der Kolbenbodenbereich einen ringförmigen Bereich auf, der darin integral ausgebildet ist aus einem keramischen Material, um eine Gleitfläche zu bilden, die sich vom Umfang des Kolbenbodenbereichs nach oben erstreckt, wobei der ringförmige Bereich aus derselben Art eines keramischen Materials gebildet ist wie der Kolbenbodenbereich, das wärmeisolierende Teil und das Laminat, das wärmeisolierende Teil in einem zylindrischen Bohrungsbereich vorgesehen ist, der durch den ringförmigen Bereich definiert ist, und mit der inneren Umfangsfläche des ringförmigen Bereichs verbunden ist. Das wärmeisolierende Teil kann mit dem Kolbenbodenbereich nur an der inneren Umfangsfläche des ringförmigen Bereichs verbunden sein.Alternatively, the piston crown portion has an annular portion integrally formed therein from a ceramic material to form a sliding surface extending upward from the periphery of the piston crown portion, the annular portion being formed from the same kind of ceramic material as the piston crown portion, the heat insulating member and the laminate, the heat insulating member being provided in a cylindrical bore portion defined by the annular portion and being bonded to the inner peripheral surface of the annular portion. The heat insulating member may be bonded to the piston crown portion only at the inner peripheral surface of the annular portion.

Bei diesem wärmeisolierenden Kolben kann das wärmeisolierende Teil auch im Kolbenbodenbereich besonders sicher und stabil untergebracht sein. Darüber hinaus kann das wärmeisolierende Teil stabil mit dem Kolbenbodenbereich an dessen Umfangsfläche verbunden sein. Da die untere Fläche des wärmeisolierenden Teils und die obere Fläche des Kolbenbodenbereichs relativ zueinander freigemacht sind, wird selbst dann, wenn eine große Zugkraft zwischen dem wärmeisolierenden Teil und dem Kolbenbodenbereich bewirkt wird, verhindert, daß der Verbindungszustand zwischen den beiden Teilen nachteilig beeinflußt wird, und somit kann die stabile Verbindung dazwischen aufrechterhalten werden. Weiterhin wird auch verhindert, daß der Verbindungszustand zwischen dem Laminat und dem wärmeisolierenden Teil nachteilig beeinflußt wird. Somit ist es möglich, daß ein Risiko des Auftretens irgendwelcher Risse und Beschädigungen in dem wärmeisolierenden Teil und dem Laminat, selbst wenn eine Zugspannung veranlaßt wird, darauf zu wirken, vermieden wird.With this heat-insulating piston, the heat-insulating part can also be housed in the piston crown area in a particularly safe and stable manner. In addition, the heat-insulating part can be stably connected to the piston crown area at its peripheral surface. Since the lower surface of the heat insulating member and the upper surface of the piston crown portion are exposed relative to each other, even if a large tensile force is caused between the heat insulating member and the piston crown portion, the bonding state between the two parts is prevented from being adversely affected, and thus the stable bonding therebetween can be maintained. Furthermore, the bonding state between the laminate and the heat insulating member is also prevented from being adversely affected. Thus, it is possible to avoid a risk of occurrence of any cracks and damages in the heat insulating member and the laminate even if a tensile stress is caused to act thereon.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in denen:Embodiments of the present invention will now be described, by way of example only, with reference to the following drawings, in which:

Fig.1 eine vertikale Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels eines wärmeisolierenden Kolbens der vorliegenden Erfindung ist,Fig.1 is a vertical cross-sectional view of an embodiment of a heat insulating piston of the present invention,

Fig.2 eine vertikale Querschnittsansicht eines anderen Ausführungsbeispiels eines wärmeisolierenden Kolbens der vorliegenden Erfindung ist,Fig.2 is a vertical cross-sectional view of another embodiment of a heat insulating piston of the present invention,

Fig.3 eine vertikale Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines wärmeisolierenden Kolbens der vorliegenden Erfindung ist,Fig.3 is a vertical cross-sectional view of another embodiment of a heat insulating piston of the present invention,

Fig.4 eine vertikale Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels eines konventionellen wärmeisolierenden Kolbens ist, undFig.4 is a vertical cross-sectional view of an embodiment of a conventional heat-insulating piston, and

Fig.5 eine vertikale Querschnittsansicht eines anderen Ausführungsbeispiels eines konventionellen wärmeisolierenden Kolbens ist.Fig.5 is a vertical cross-sectional view of another embodiment of a conventional heat insulating piston.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELSDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENT

Fig.1 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels des wärmeisolierenden Kolbens nach der vorliegenden Erfindung. Dieser wärmeisolierende Kolben weist einen Kolbenboden und einen metallischen Kolbenmantel 2 auf. Im wesentlichen weist der Kolbenboden einen Kolbenbodenbereich 1, ein wärmeisolierendes Teil und ein Laminat 5 auf. Der Kolbenbodenbereich 1 besteht aus einem keramischen Material, wie Silikonnitrid (Si3N4), Silikoncarbid (SiC) oder dergleichen, und weist in seinem zentralen Bereich einen Befestigungsvorsprung 8 auf. Im Kolbenbodenbereich 1 ist keine Verbrennungskammer ausgebildet, und die Seite des Kolbenbodenbereichs 1, die einer Verbrennungskammer zugewandt ist, ist flach ausgebildet. Im zentralen Bereich des Kolbenmantels 2 ist ein zentrales Befestigungsloch 12 ausgebildet, in das der Befestigungsvorsprung 8 des Kolbenbodenbereichs 1 eingesetzt ist. Der Befestigungsvorsprung 8 dieses Kolbenbodenbereichs 1 ist in das zentrale Befestigungsloch 12 des Kolbenmantels 2 eingesetzt, und ein Metallring 9 ist in einem deformierten Zustand in Paßnuten, die im Befestigungsvorsprung 8 und dem zentralen Befestigungsloch 12 des Kolbenmantels 2 jeweils ausgebildet sind, eingesetzt unter Ausnutzung dessen metallischen Fließens, wodurch der Kolbenbodenbereich 1 mit dem Kolbenmantel 2 in einem gepressten Zustand verriegelt ist. Darüber hinaus ist in einem gepressten Zustand an einer Stelle, wo die Umfangsbodenfläche des Kolbenbodenbereichs 1 und die obere Umfangsendfläche des Kolbenmantels 2 in Kontakt miteinander gebracht sind, ein Dichtelement 7 zwischengelegt. Eine Schicht von wärmeisolierender Luft 6 ist zwischen dem Kolbenbodenbereich 1 und dem Kolbenmantel 2 ausgebildet.Fig.1 is a vertical cross-sectional view of an embodiment of the heat-insulating piston according to the present invention. This heat-insulating piston has a piston crown and a metallic piston skirt 2. Basically, the piston crown comprises a piston crown portion 1, a heat-insulating member and a laminate 5. The piston crown portion 1 is made of a ceramic material such as silicon nitride (Si3N4), silicon carbide (SiC) or the like, and has a fixing projection 8 in its central portion. No combustion chamber is formed in the piston crown portion 1, and the side of the piston crown portion 1 facing a combustion chamber is formed flat. A central fixing hole 12 is formed in the central portion of the piston skirt 2, into which the fixing projection 8 of the piston crown portion 1 is inserted. The fastening projection 8 of this piston crown portion 1 is inserted into the central fastening hole 12 of the piston skirt 2, and a metal ring 9 is inserted in a deformed state into fitting grooves formed in the fastening projection 8 and the central fastening hole 12 of the piston skirt 2, respectively, by utilizing its metallic flow, whereby the piston crown portion 1 is locked to the piston skirt 2 in a pressed state. Moreover, in a pressed state, at a location where the peripheral bottom surface of the piston crown portion 1 and the upper peripheral end surface of the piston skirt 2 are brought into contact with each other, a sealing element 7 is interposed. A layer of heat-insulating air 6 is formed between the piston crown region 1 and the piston skirt 2.

Der wärmeisolierende Kolben nach der vorliegenden Erfindung mit einem Aufbau, wie oben beschrieben, weist die folgenden Eigenschaften auf. Dieser wärmeisolierende Kolben weist nämlich das wärmeisolierende Teil 3 zur Bildung einer wärmeisolierenden Schicht auf, die mit dem Kolbenbodenbereich 1 verbunden ist und aus einem whiskergebrannten Teil desselben keramischen Materials besteht wie das des Kolbenbodenbereichs 1, und eines Laminats 5, das mit der Oberfläche des wärmeisolierenden Teils 3 verbunden ist, die der Brennkammer zugewandt ist, d.h. die Oberfläche 10, die dem Verbrennungsgas ausgesetzt ist, ebenso wie die Fläche 11 desselben, die über eine Zylinderlaufbuchse (nicht dargestellt) gleitet und aus demselben Material wie das des wärmeisolierenden Teils 3 besteht. Das wärmeisolierende Teil 3 besteht aus einem whiskergebrannten Teil eines keramischen Material, wie Silikonnitrid (Si3N4), Silikoncarbid (SiC) oder dergleichen, und dieses whiskergebrannte Element ist mit der oberen Endfläche 4 des Kolbenbodenbereichs 1 verbunden, der aus demselben keramischen Material besteht wie sein eigenes keramisches Material. Darüber hinaus besteht das Laminat 5, das auf der äußeren Fläche des wärmeisolierenden Teils 3 angeordnet ist, auch aus einem keramischen Material, ähnlich wie Silikonnitrid (Si3N4), Silikoncarbid (SiC) oder dergleichen, und ist so angeordnet, um mit der Oberfläche des wärmeisolierenden Teils 3 verbunden zu werden, die dem Verbrennungsgas ausgesetzt ist, das ist die Fläche 10, die der Verbrennungskammer zugewandt ist, und die Fläche 11 desselben Teils 3, die relativ zur Zylinderlaufbuchse mittels einer chemischen Gasphasenabscheidung oder Beschichtung gleitet.The heat insulating piston according to the present invention having a structure as described above has the following characteristics. Namely, this heat insulating piston comprises the heat insulating member 3 for forming a heat insulating layer bonded to the piston crown portion 1 and made of a whisker fired member of the same ceramic material as that of the piston crown portion 1, and a laminate 5 bonded to the surface of the heat insulating member 3 facing the combustion chamber, that is, the surface 10 exposed to the combustion gas, as well as the surface 11 thereof sliding over a cylinder liner (not shown) and made of the same material as that of the heat insulating member 3. The heat insulating member 3 is made of a whisker-fired member of a ceramic material such as silicon nitride (Si3N4), silicon carbide (SiC) or the like, and this whisker-fired member is bonded to the upper end surface 4 of the piston crown portion 1 which is made of the same ceramic material as its own ceramic material. Moreover, the laminate 5 arranged on the outer surface of the heat insulating member 3 is also made of a ceramic material similar to silicon nitride (Si3N4), silicon carbide (SiC) or the like, and is arranged so as to be bonded to the surface of the heat insulating member 3 which is exposed to the combustion gas, that is, the surface 10 facing the combustion chamber and the surface 11 of the same member 3 which is relative to the Cylinder liner by means of a chemical vapor deposition or coating.

In dieser Art bildet das Laminat 5 nicht nur die Oberfläche, die dem Verbrennungsgas ausgesetzt ist, sondern auch die Fläche, die relativ zur Zylinderlaufbuchse gleitet. Darüber hinaus ist das Laminat mit einer extrem geringen Dicke ausgebildet. Somit kann die Wärmekapazität der Oberfläche, die dem Verbrennungsgas ausgesetzt ist, auf eine geringe Höhe reduziert werden, wobei ein ausreichendes Wärmeisolationsvermögen sichergestellt ist. Das aus einem whiskergebrannten Teil eines keramischen Materials, wie Silikonnitrid (Si3N4), Silikoncarbid (SiC) oder dergleichen gebildete wärmeisolierende Teil 3 kann nicht nur als ein Wärmeisolator fungieren, sondern auch als ein Strukturelement zur Aufnahme eines Drucks, der auf das Laminat 5 bei einem Explosionshub wirkt. Bei diesem wärmeisolierenden Kolben muß eine Druckkraft, die bei einem Explosionshub erzeugt wird, durch das wärmeisolierende Teil gleichmäßig aufgenommen werden, und um dies zu ermöglichen, sind die obere Endfläche 4 des Kolbenbodenbereichs 1 und das Laminat 5 flach ausgebildet.In this way, the laminate 5 forms not only the surface exposed to the combustion gas but also the surface that slides relative to the cylinder liner. In addition, the laminate is formed with an extremely small thickness. Thus, the heat capacity of the surface exposed to the combustion gas can be reduced to a small level while ensuring sufficient heat insulating ability. The heat insulating member 3 formed from a whisker-fired part of a ceramic material such as silicon nitride (Si3N4), silicon carbide (SiC) or the like can function not only as a heat insulator but also as a structural member for absorbing a pressure acting on the laminate 5 in an explosion stroke. In this heat insulating piston, a compressive force generated in an explosion stroke must be evenly absorbed by the heat insulating member, and to make this possible, the upper end surface 4 of the piston bottom portion 1 and the laminate 5 are formed flat.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird nachstehend ein anderes Ausführungsbeispiel des wärmeisolierenden Kolbens nach der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Struktur und die Funktionen des wärmeisolierenden Kolbens gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind ähnlich denen des oben beschriebenen wärmeisolierenden Kolbens, ausgenommen, daß die Konfiguration des Kolbenbodenbereichs 1 bei den jeweiligen Kolbenbodenbereichen leicht voneinander abweicht. Daher sind gleiche Bestandteile mit gleichen Bezugszeichen versehen und gleiche Beschreibungen werden weggelassen. Wie im Fall des oben beschriebenen wärmeisolierenden Kolbens ist der Kolbenbodenbereich 1 auf dem Kolbenmantel 2 montiert, allerdings hat in diesem Fall der Kolbenbodenbereich 1 eine Gleitfläche 13, die sich aufwärts zur oberen Endfläche des Kolbenbodens erstreckt. In anderen Worten, der Kolbenbodenbereich 1 weist einen integralen, dünnen, ringförmigen Bereich 15 an seinem oberen Umfangsendbereich auf, und daher ist ein zylindrischer Bohrungsbereich 14, der durch den ringförmigen Bereich 15, d.h. einen dünnen Wandungsbereich umgeben ist, auf der Seite ausgebildet, die der Brennkammer zugewandt ist. Das wärmeisolierende Teil 3, das aus einem whiskergebrannten Teil eines keramischen Materials, wie Silikonnitrid (Si3N4), Silikoncarbid (SiC) oder dergleichen besteht, das dasselbe wie das des zylindrischen Bereichs 15 ist, ist im zylindrischen Bohrungsbereich 14, der durch diesen zylindrischen Bereich 15 gebildet ist, angeordnet zur Ausbildung einer wärmeisolierenden Schicht. Dieses wärmeisolierende Teil 3 ist mit dem Boden des zylindrischen Bohrungsbereichs 14 verbunden, das ist die obere Fläche 4 des Kolbenbodenbereichs 1, und das Laminat 5, das aus demselben keramischen Material wie das des wärmeisolierenden Teils 3 gebildet ist, das ist ein keramisches Material wie Silikonnitrid (Si3N4), Silikoncarbid (SiC) oder dergleichen, ist mit der Fläche 10 des wärmeisolierenden Teils 3, die der Brennkammer zugewandt ist, mittels chemischer Gasphasenabscheidung oder Beschichtung oder dergleichen verbunden.Referring to Fig. 2, another embodiment of the heat-insulating piston according to the present invention will be described below. The structure and functions of the heat-insulating piston according to this embodiment are similar to those of the heat-insulating piston described above, except that the configuration of the piston crown portion 1 differs slightly from each other in the respective piston crown portions. Therefore, the same components are designated by the same reference numerals and the same descriptions are omitted. As in the case of the heat-insulating piston described above, piston, the piston crown portion 1 is mounted on the piston skirt 2, but in this case, the piston crown portion 1 has a sliding surface 13 extending upward to the upper end surface of the piston crown. In other words, the piston crown portion 1 has an integral thin annular portion 15 at its upper peripheral end portion, and therefore a cylindrical bore portion 14 surrounded by the annular portion 15, that is, a thin wall portion, is formed on the side facing the combustion chamber. The heat insulating member 3 made of a whisker-fired part of a ceramic material such as silicon nitride (Si3N4), silicon carbide (SiC) or the like which is the same as that of the cylindrical portion 15 is arranged in the cylindrical bore portion 14 formed by this cylindrical portion 15 to form a heat insulating layer. This heat insulating member 3 is bonded to the bottom of the cylindrical bore portion 14, that is, the upper surface 4 of the piston crown portion 1, and the laminate 5 formed of the same ceramic material as that of the heat insulating member 3, that is, a ceramic material such as silicon nitride (Si3N4), silicon carbide (SiC) or the like, is bonded to the surface 10 of the heat insulating member 3 facing the combustion chamber by means of chemical vapor deposition or coating or the like.

Unter Bezugnahme auf Fig.3 wird nun ein weiteres Ausführungsbeispiel des wärmeisolierenden Kolbens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beschrieben. Da die Struktur und die Funktionen des wärmeisolierenden Kolbens dieses Ausführungsbeispiels dieselben sind wie die des in Fig.2 dargestellten wärmeisolierenden Kolbens, ausgenommen, daß die Position, wo das wärmeisolierende Teil verbunden ist, leicht voneinander abweichend ist, sind gleiche Bestandteile mit gleichen Bezugszeichen versehen, und gleiche Beschreibungen werden weggelassen. Das wärmeisolierende Teil 3 ist mit dem Kolbenbodenbereich 1 an der inneren Umfangsfläche, das ist ein Verbindungsbereich 16, des ringförmigen Bereichs 15 verbunden, der im Kolbenbodenbereich 1 ausgebildet ist. Das Dichtelement 7 ist nämlich zwischen der äußeren Umfangsbodenendfläche des Kolbenbodenbereichs 1 und der äußeren oberen Umfangsendfläche des Kolbenmantels 2 angeordnet, und um einen guten Dichtzustand durch das Dichtteil 7 sicherzustellen, wird eine Kraft nach unten auf den Befestigungsvorsprung bewirkt, der im zentralen Bereich des Kolbenbodenbereichs 1 ausgebildet ist, und ein Spalt 17 entsteht zwischen der oberen Fläche 4 des Kolbenbodenbereichs 1 und der unteren Fläche 18 des wärmeisolierenden Teils 3. In Fig.3 ist dieser Spalt 17 übertrieben dargestellt, und in Wirklichkeit ist der Spalt so schmal, daß er visuell nicht wahrnehmbar ist. Da das wärmeisolierende Teil 3 mit der inneren Umfangsfläche des ringförmigen Bereichs 15, der auf dem oberen Umfangsendbereich des Kolbenbodenbereichs 1 ausgebildet ist, verbunden ist; in anderen Worten, da der Verbindungsbereich 16 übereinstimmt mit dem äußeren Umfangsbereich des wärmeisolierenden Teils 3, wird verhindert, daß irgendeine Kraft zur Trennung des Verbindungsbereichs 16 vom wärmeisolierenden Teil 3 auf die relevanten Teile in Folge der Fügekraft wirkt, die durch die Abdichtung des wärmeisolierenden Teils 3 im zylindrischen Bohrungsbereich 14 erzeugt wird, selbst dann, wenn eine nach unten gerichtete Kraft bewirkt wird, die auf den Befestigungsvorsprung 8 wirkt, um einen Spalt zu verursachen. Daher wird verhindert, daß der Verbindungsbereich 16 infolge der Ausbildung eines Spaltes nachteilig beeinflußt wird, und der stabile Verbindungszustand zwischen dem Kolbenbodenbereich 1 und dem wärmeisolierenden Teil 3 kann aufrechterhalten werden. Darüber hinaus wird verhindert, daß der Verbindungszustand zwischen dem wärmeisolierenden Teil 3 und dem Laminat 5, das mit der oberen Endfläche 10 desselben Teils mittels chemischer Gasphasenabscheidung, Beschichtung oder dergleichen, verbunden ist, nachteilig beeinflußt wird.Referring to Fig.3, another embodiment of the heat-insulating piston in accordance with the present invention will now be described. Since the structure and functions of the heat-insulating piston of this embodiment are the same as those of the heat-insulating piston shown in Fig.2, except that the position where the heat insulating member is connected is slightly different from each other, like components are given like reference numerals and like descriptions are omitted. The heat insulating member 3 is connected to the piston crown portion 1 at the inner peripheral surface, that is a connecting portion 16, of the annular portion 15 formed in the piston crown portion 1. Namely, the sealing member 7 is arranged between the outer peripheral bottom end surface of the piston crown portion 1 and the outer upper peripheral end surface of the piston skirt 2, and in order to ensure a good sealing state by the sealing member 7, a downward force is applied to the fastening projection formed in the central portion of the piston crown portion 1, and a gap 17 is formed between the upper surface 4 of the piston crown portion 1 and the lower surface 18 of the heat insulating member 3. In Fig.3, this gap 17 is exaggerated, and in reality the gap is so narrow that it is not visually noticeable. Since the heat insulating member 3 is bonded to the inner peripheral surface of the annular portion 15 formed on the upper peripheral end portion of the piston crown portion 1; in other words, since the bonding portion 16 is coincident with the outer peripheral portion of the heat insulating member 3, any force for separating the bonding portion 16 from the heat insulating member 3 is prevented from acting on the relevant parts due to the joining force generated by sealing the heat insulating member 3 in the cylindrical bore portion 14, even if a downward force is caused to act on the fixing projection 8 to cause a gap. Therefore, the bonding portion 16 is prevented from being separated due to the formation of a gap. is adversely affected, and the stable bonding state between the piston crown portion 1 and the heat insulating member 3 can be maintained. Moreover, the bonding state between the heat insulating member 3 and the laminate 5 bonded to the upper end surface 10 of the same member by means of chemical vapor deposition, coating or the like is prevented from being adversely affected.

Claims

1. Wärmeisolierender Kolben, der aufweist:1. Heat-insulating piston comprising:

einen Kolbenmantel (2) mit einem oberen Umfangsendbereich und einem darin ausgebildeten Befestigungsloch (12);a piston skirt (2) having an upper peripheral end portion and a mounting hole (12) formed therein;

einen Kolbenbodenbereich (1) mit einem Befestigungsvorsprung (8), der derart in das Befestigungsloch (12) eingesetzt ist, daß ein unterer Umfangsendbereich des Kolbenbodenbereichs (1) in einem gepreßten Zustand am oberen Umfangsendbereich des Kolbenmantels befestigt ist, wobei der Kolbenbodenbereich (1) aus einem keramischen Material gebildet ist;a piston crown portion (1) having a fastening projection (8) inserted into the fastening hole (12) such that a lower peripheral end portion of the piston crown portion (1) is fastened to the upper peripheral end portion of the piston skirt in a pressed state, the piston crown portion (1) being formed of a ceramic material;

ein wärmeisolierendes Teil (3), das am Kolbenbodenbereich (1) befestigt ist und aus einem gebrannten Whisker-Teil eines keramischen Materials besteht; unda heat insulating part (3) which is attached to the piston crown area (1) and consists of a fired whisker part of a ceramic material; and

ein Laminat (5), das mit einer Oberfläche des wärmeisolierenden Teils (3) verbunden ist, die im Betrieb einem Verbrennungsgas ausgesetzt ist und aus einem keramischen Material besteht;a laminate (5) bonded to a surface of the heat-insulating member (3) which is exposed to a combustion gas during operation and is made of a ceramic material;

dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenbodenbereich (1), das wärmeisolierende Teil (3) und das Laminat (5) aus demselben keramischen Material gebildet sind.characterized in that the piston crown region (1), the heat-insulating part (3) and the laminate (5) are made of the same ceramic material.

2. Wärmeisolierender Kolben nach Anspruch 1, bei dem das wärmeisolierende Teil (3) mit der oberen Fläche des Kolbenbodenbereichs (1) verbunden ist.2. A heat insulating piston according to claim 1, wherein the heat insulating part (3) is connected to the upper surface of the piston bottom portion (1).

3. Wärmeisolierender Kolben nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das keramische Material zur Herstellung des Kolbenbodenbereichs (1) und des Laminats (5) Silikonnitrid ist, während das keramische wärmeisolierende Teil (3) ein gebranntes Whisker-Silikonnitrid-Element ist.3. A heat insulating piston according to claim 1 or 2, wherein the ceramic material for forming the piston bottom portion (1) and the laminate (5) is silicon nitride, while the ceramic heat insulating part (3) is a fired whisker silicon nitride member.

4. Wärmeisolierender Kolben nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Laminat (5) auf dem wärmeisolierenden Teil (3) mittels chemischer Gasphasenabscheidung des keramischen Materials ausgebildet ist.4. A heat insulating piston according to claim 1 or 2, wherein the laminate (5) is formed on the heat insulating part (3) by means of chemical vapor deposition of the ceramic material.

5. Wärmeisolierender Kolben nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Laminat (5) mit der oberen Fläche und der äußeren Umfangsfläche des wärmeisolierenden Teils (3) verbunden ist.5. A heat insulating piston according to claim 1 or 2, wherein the laminate (5) is bonded to the upper surface and the outer peripheral surface of the heat insulating member (3).

6. Wärmeisolierender Kolben nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Kolbenbodenbereich (1) einen ringförmigen Bereich (15) aufweist, der integral damit aus einem keramischen Material ausgebildet ist zur Bildung einer Gleitfläche (13), die sich vom Umfang des Kolbenbodenbereichs (1) nach oben erstreckt, wobei der ringförmige Bereich (15) aus derselben Art eines keramischen Materials gebildet ist wie der Kolbenbodenbereich (1), das wärmeisolierende Teil (3) und das Laminat (5), und bei dem das wärmeisolierende Teil (3) in einem zylindrischen Bohrungsbereich (4) vorgesehen ist, der durch den ringförmigen Bereich (15) definiert ist, und mit der oberen Fläche des Kolbenbodenbereichs (1) verbunden ist.6. A heat insulating piston according to any preceding claim, wherein the piston crown portion (1) has an annular portion (15) formed integrally therewith from a ceramic material for forming a sliding surface (13) extending upward from the periphery of the piston crown portion (1), the annular portion (15) being formed from the same type of ceramic material as the piston crown portion (1), the heat insulating member (3) and the laminate (5), and wherein the heat insulating member (3) is provided in a cylindrical bore portion (4) defined by the annular portion (15) and is bonded to the upper surface of the piston crown portion (1).

7. Wärmeisolierender Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Kolbenbodenbereich (1) einen ringförmigen Bereich (15) aufweist, der integral damit aus einem keramischen Material gebildet ist zur Bildung einer Gleitfläche (13), die sich vom Umfang des Kolbenbodenbereichs (1) nach oben erstreckt, wobei der zylindrische Bereich (15) aus derselben Art eines keramischen Materials gebildet ist wie der Kolbenbodenbereich (1), das wärmeisolierende Teil (3) und das Laminat (5), und bei dem das wärmeisolierende Teil (3) in einem zylindrischen Bohrungsbereich vorgesehen ist, der durch den ringförmigen Bereich (15) definiert ist, und mit der inneren Umfangsfläche (14) des ringförmigen Bereichs (15) verbunden ist.7. A heat insulating piston according to any one of claims 1 to 5, wherein the piston crown portion (1) has an annular portion (15) formed integrally therewith from a ceramic material for forming a sliding surface (13) extending upward from the periphery of the piston crown portion (1), the cylindrical portion (15) being formed from the same kind of ceramic material as the piston crown portion (1), the heat insulating member (3) and the laminate (5), and wherein the heat insulating member (3) is provided in a cylindrical bore portion defined by the annular portion (15) and is bonded to the inner peripheral surface (14) of the annular portion (15).

8. Wärmeisolierender Kolben nach Anspruch 7 und lediglich in Abhängigkeit von Anspruch 1, bei dem das wärmeisolierende Teil (3) mit dem Kolbenbodenbereich nur an der inneren Umfangsfläche (14) des ringförmigen Bereichs (15) verbunden ist.8. A heat-insulating piston according to claim 7 and only as dependent on claim 1, wherein the heat-insulating part (3) is connected to the piston crown region only at the inner peripheral surface (14) of the annular region (15).