DE2822971A1

DE2822971A1 - Auspuffvorrichtung fuer verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE2822971A1
Application number: DE19782822971
Authority: DE
Inventors: Kanau Iwashita; Tadashi Sugiuchi; Takashi Sugiuchi; Masaaki Uchida
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1977-05-27
Filing date: 1978-05-26
Publication date: 1978-11-30
Also published as: DE2822971C2; US4192402A; FR2392228B1; FR2392228A1

Description

Dipi.-Ing. H. MITSCHERLICH D-8000 MÖNCHEN 22

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

Dr. re r. not. W. KÖRBER ^ <⁰⁸⁹> * ²⁹

Dipl.-I ng. J. SCHMIDT-EVERS 2822971 PATENTANWÄLTE

— 7 —

Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha
6-27, Jinguraae, Shibuya-ku
Tokio / Japan

Auspuffvorrichtung für Verbrennungsmotoren

Die Erfindung bezieht sich auf Auspuffvorrichtungen für Verbrennungsmotoren für Fahrzeuge wie zum Beispiel Motorräder.

Im einzelnen betrifft die Erfindung eine Auspuffvorrichtung für Verbrennungsmotoren, bei der eine Diffusionskammer vorgesehen ist, deren Durchmesser größer als der Durchmesser eines Abgas-Einlaßrohres ist. Ein Auslaßrohr, das dem Ende des Einlaßrohres gegenüberliegt, an seinem Vorderende geschlossen ist und mit seinem hinteren Ende aus der Diffusionskammer herausrajgt, ist in der Axialrichtung der Diffusionskammer angeordnet. Das Auslaßrohr ist in der innerhalb der Diffusionskammer liegenden Wandung mit vielen Löchern versehen, um Abgasgeräusche wirksam zu beseitigen, oder insbesondere Geräusche in mittleren und hohen Frequenzbereichen, und um-auch Geräusche in dem Gesamtbereich von Abgasgeräuschen in Kombination mit einem Auspufftopf einer vorderen Stufe wirksam zu beseitigen. Innerhalb einer Expansionskammer,'die in der vorderen Stufe angeordnet ist, ist eine Vielzahl von Verbindungsrohren vorgesehen, die miteinander über gekrümmte Passagen in Verbindung stehen, so daß die Rohrlänge so lang vorgegeben

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-οι

; I

werden kann, wie es innerhalb eines begrenzten Raumes möglich ί ist. Ferner ist in der Auspuffvorrichtung schallschluckendes .' Material vorgesehen. j

\ ι Auspuffgeräusche eines Verbrennungsmotors für Fahrzeuge wie J • beispielsweise Motorräder werden durch Druckwellen verursacht, ; ι die durch die Differenz des Drucks in dem Zylinder und des ί ' Drucks in dem Auspuffrohr in dem Moment entstehen, in dem das \ j Auspuffventil geöffnet wird, ferner durch Resonanztöne im j

j Auspuffrohr, die entstehen und verstärkt werden, wenn die Druckwellen innerhalb des Rohres hin- und herlaufen, und durch Gasströmungsgeräusche, die durch die Gasströmung des Auspuffgases entstehen.

, Das Muster dieser Auspuffgeräusche ist in Figur 11 gezeigt, J in der die Abszisse die Frequenzverteilung in Hz und die Ordi-ί nate den Auspuffgeräuschpegel in dB darstellen. Aus der Kurve

', A, die tatsächlich gemessene Werte zeigt, ist zu erkennen, ! daß Auspuffgeräusche mit beträchtlich hohem Pegel in einem. Bereich von niedriger bis zu hoher Frequenz entstehen.

j Verschiedene Arten von Auspuffvorrichtungen sind bereits vorgeschlagen und ausgeführt worden, um Auspuffgeräusche zu beseitigen, nämlich Auspuffvorrichtungen des Expansionstyps, des Resonanztyps und des Geräuschabsorptionstyps sowie Vorrichtungen, bei denen zwei oder drei dieser Typen kombiniert sind. Jedoch entstehen bei einer herkömmlichen Auspuffvorrichtung umso mehr Gasströmungsgeräusche, je komplizierter ihr Aufbau wird.

Die oben erwähnte Erscheinung ist in mittleren und hohen Geräuschbereichen ausgeprägt. Zum Beispiel wird bei dem Expansionsauspuff der Dämpfungseffekt in einem Bereich von einer vergleichsweise niedrigen bis zu einer mittleren Frequenz erzielt, wie durch die Kurve B in Figur 11 gezeigt. Jedoch ist der Dämpfungseffekt im mittleren bis hohen Geräuschbereich so

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gering, daß bei hoher Frequenz keine Dämpfungswirkung auftritt. ; Daher werden die mittleren und hohen Frequenzkomponenten als '■ Geräusche des Auspuff syst ems abgegeben.

I Als Gegenmaßnahme zu der obigen Erscheinung kann eine praktisch

hervorragende Dämpfungswirkung erhalt.en werden durch Beachtung ; der Charakteristik des Expansionsauspuffs, d.h. der Tatsache, j daß er bis zu einem niedrigen Frequenzbereich wirksam ist, und I durch Kombination des Expansionsauspuffs mit einer Vorrichtung, ! die eine Dämpfungswirkung in mittleren und hohen Frequenzbej reichen zeigt, wobei die Charakteristik dieser Dämpfungsvor- ! richtung als Kurve C in Figur 11 vorgegeben ist, so daß beide ! Charakteristiken kombiniert werden. Auf dieser Basis wird eine ; Einrichtung zur Erhöhung der Dämpfungswirkung in mittleren ! und hohen Geräuschbereichen vorgeschlagen.

I Es ist wesentlich, den Überlappungsbereich und den Mischbereich

j der Charakteristik B des Expansionsauspuffs und der Charak-

' teristik C der Dämpfungseinrichtung für den mittleren und hohen

■ Geräuschbereich zu vergrößern, und den Geräuschdämpfungseffekt i der Dämpfungseinrichtung zu verbessern.

Daher wird angestrebt, Auspuffgeräusche als Ganzes zu vermindern und zu dämpfen, indem ein geräuschabsorbierendes Endrohr in dem Endteil eines Auspuffrohres vorgesehen wird, so daß mit diesem Endrohr die mittleren und hohen Geräuschbereiche gedämpft werden, und indem dieses Endrohr mit einem Expansionsauspuff kombiniert wird. Es ist aber schwierig, mit einem herkömmlichen schallabsorbierenden Dämpfungs-Endrohr eine ausreichende Dämpfungswirkung zu erzielen.

Es ist bekannt, daß bei dem herkömmlichen schallabsorbierenden Dämpfungs-Endrohr viele Löcher in der Umfangswandung eines Teiles des in dem Auspuff angeordneten Auspuffrohres vorgesehen sind. Schallschluckendes Material wie beispielsweise

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Glaswolle ist durch Wickeln oder dgl. auf dem äußeren Umfang
des durchlöcherten Teils angebracht, so daß die sich als Longitudinalwellen innerhalb des Auspuffrohres ausbreitenden mittleren und hohen Frequenzkomponenten durch das auf den Löchern
angeordnete schallschluckende Material absorbiert werden und
auf diese Weise der Auspuffgeräuschpegel vermindert wird.

Da jedoch das herkömmliche Dämpfungs-Endrohr des Absorptionstyps j den oben geschilderten Aufbau hat, durchlaufen mit zunehmender ; Auspuffströmungsgeschwindigkeit die Schallwellen das Rohr ohne !

Berührung des schallschluckenden Materials außerhalb der Wandung j ι ι

• des Auspuffrohres und werden in die Umgebung abgegeben. Da ■

! ferner die Schallwellen das Auslaßrohr durchlaufen, wird die j Strömungsgeschwindigkeits-Energie des Abgases ohne Verminderung \

. abgegeben. Folglich werden Düsengeräusche an dem offenen Ende j

des Endrohres erzeugt. Ss kann also von dem herkömmlichen ι

. Dämpfungs-Endrohr des Absorptionstyps kaum ein ausreichender

Dämpfungseffekt erwartet werden. ;

Diese Beziehung ist in Figur 1o gezeigt, in der die Abszisse
. die Frequenz in Hz und die Ordinate die Schalldämpfung in dB : j darstellen. Die Charakteristik eines herkömmlichen Dämpfungs-
; Endrohres des Absorptionstyps ist durch Kurve D gezeigt. Wie i

! Kurve D zeigt, ist das für eine Dämpfung wirksame Frequenzniveau '.

j hoch, und die Schalldämpfung ist gering. Daher gäbe es auch bei <

■ Kombination der Kurven B und C in Figur 11 keinen Bereich,

■ der zu der Charakteristik des Expansionsauspuffs paßt; die

Schalldämpfung wäre gering; die Dämpfung in mittleren und hohen : : Frequenzbereichen wäre insgesamt nicht ausreichend, und keine | ι wirksame Dämpfung wäre in dem Gesamtbereich der Auspuffgeräusche , ι i

zu erwarten. j

In Anbetracht des Vorhergehenden kann festgestellt werden, daß ; bis jetzt noch keine Auspuffvorrichtung mit guter Dämpfungswirkung über den Gesamtbereich der Auspuffgeräusche vorgeschlagen
worden ist, und solche eine Vorrichtung wird angestrebt.

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Wenn jedoch das obenerwähnte schallschluckende Dämpiungs-Endrohr [ mit einem oben beschriebenen Expansionsauspuff kombiniert wird,
wird der Dämpfungseffekt als Ganzes verbessert. Bei dem Expansionsauspuff ist in das Auspuffsystem eine Expansionskammer '-eingeschaltet, deren Volumen größer als das des Auspuffrohres i ist; das Abgas wird in die Expansionskammer eingeleitet, der
Schall wird in der Kammer gedämpft, und eine gute Dämpfungswirkung wird ν,οη einem unteren Geräuschbereich bis zu einem ; teilweise mittleren Geräuschbereich erhalten, wie oben beschrieben. Bei dieser Art Auspuffvorrichtung ist das Innere | der Expansionskammer mit einer Trennplatte unterteilt, und
die unterteilten Kammern sind in Stufen vorgesehen, um den ί Dämpfungseffekt zu erhöhen. Es ist bekannt, daß bei solch j einer Auspuffvorrichtung die Dämpfungswirkung verbessert wird, j wenn die Länge des Verbindungsrohres, das mit dem Inneren der i i

ί Expansionskammer, mit der nächsten Stufe der Expansionskammer ; j und ferner mit der Umgebungsluft in Verbindung steht, lang

j gemacht wird, und wenn das Volumen der Expansionskammer auch ; angemessen vorgegeben wird. Da jedoch die Auspuffvorrichtung

j kleiner gemacht worden ist, wobei ihre Ausführung unter dem j ! Gesichtspunkt des Montageraums und des Aussehens berücksichtigt :

worden ist, kann das Verbindungsrohr tatsächlich nicht lang ^:

genug gemacht werden.

Ferner ist im allgemeinen schallschluckendes Material an der
j Innenwand des Auspuffs angebracht. Es ist aber erforderlich,
j die Tatsache zu berücksichtigen, daß die schallschluckende
; Wirkung verbessert wird, wenn die Fläche des schallschluckenden

;

Materials so groß wie möglich gemacht wird. Da außerdem Schweiß- | spuren an der Außenseite des Auspuffs freiliegen, ist es insbesondere bei einem Motorrad, da das Auspuffsystem freiliegt,
wünschenswert, daß die Schweißungen minimiert werden. Trotz : dieser Erfordernisse ist es wünschenswert, daß der Montageaufbau
für das schallschluckende Material und die Montagearbeit j vereinfacht werden. !

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: - 12 -

Die Erfindung schafft eine Auspuffvorrichtung für einen Ver- :

brennungsmotor, die eine abgedichtete Diffusionskammer mit ! einer Einlaßöffnung aufweist, durch die Abgas von dem Motor

in die abgedichtete Diffusionskammer eingeleitet wird. Ein '

Auslaßrohr ragt in die Diffusionskammer hinein und steht mit '■.

■ dieser durch eine Vielzahl von Löchern in Verbindung, die in '■. : dem Auslaßrohr gebildet sind. Das Auslaßrohr hat ein geschlos- <

senes Vorderende, das in einem vorgegebenen Abstand von der \

• Einlaßöffnung dieser gegenüber angeordnet ist. Das hintere \ i Ende des Auslaßrohres steht mit der Außenluft in Verbindung.
; Der Querschnitt der Einlaßöffnung ist kleiner als der Querschnitt j ! der Diffusionskammer.
j

j Ein Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer Auspuff- |

'. Vorrichtung, bei der eine Diffusionskammer vorgesehen ist, j

deren Durchmesser größer als der eines Abgaseinlaßrohres ist, '

: bei der ferner ein Auslaßrohr innerhalb der Diffusionskammer ■

; vorgesehen ist, das an seinem Vorderende gegenüber dem Hinter- |

! ende des Einlaßrohres geschlossen ist und mit seinem hinteren I

j Ende mit der Außenluft in Verbindung steht, und bei der an der !

j Umfangswandung des Auslaßrohres ein Dämpfungs-Endrohr mit vielen j

; Löchern vorgesehen ist.

i ^:

! Erfindungsgemäß wird eine Auspuffvorrichtung erhalten, bei der ;

j das in die Diffusionskammer eingeleitete Abgas an dem Vorder- '.

j ende des Auslaßrohres in der Abgasstr.omungsrichtung zwangsweise : : zerstreut und aufgeteilt wird, bei'die Erscheinung des Durch-

■ blasens mit zunehmender Abgasströmungsgeschwindigkeit in diesem ; j Teil verhindert wird, und bei der die Schallwellen durch wieder- i ^; holte Kollisionen mit der Innenwand der Diffusionskammer und j

der Außenwand des Auslaßrohres sowie Reflexionen an diesen :

gedämpft werden, so daß die Dämpfungswirkung beträchtlich ist. |

! Erfindungsgemäß wird eine Auspuffvorrichtung erhalten, bei der j j das Abgas in einer Diffusionskammer zerstreut und aufgeteilt

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wird, um durch Löcher in der Uinfangswandung eines Auslaßrohres
in dieses geleitet zu werden, bei der das Abgas wiederum mit
allen Teilen innerhalb des Rohres kollidiert, um die Snstehung
von Wirbelströmen und Verwinden in dem sich zur Außenluft
öffnenden Teil des Auslaßrohres zu verhindern, und bei der
zusammen mit der Verminderung der Strömungsgeschwindigkeits-Energie die Entstehung sekundärer Geräusche, wie zum Beispiel
! Düsengeräusche, in dem sich zur Außenluft öffnenden Teil ver-
! hindert werden.

j Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer

Auspuffvorrichtung, bei der in dem gesamten Umfang der Innenwand der Diffusionskammer Löcher vorgesehen und über den gesamten Umfang außerhalb der Löcher schallschluckendes Material

. vorgesehen sind, so daß die Schallwelle, die an dem geschlos-

j senen Vorderende des Auslaßrohres geteilt wird und mit der Innenwand der Diffusionskammer kollidiert, wirksam von dem schallschluckenden Material absorbiert wird, das sich durch die Löcher

hindurch erstreckt, um die Dämpfungswirkung weiter zu verbessern. ;

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer < Auspuffvorrichtung, bei der der Abstand zwischen der Abgas- ! Einlaßöffnung und dem geschlossenen Ende des in der Diffusions- ; kammer angeordneten Auslaßrohres sowie sein Verhältnis zu dem ■ Durchmesser der Einlaßöffnung vorgegeben werden, um den Ventilationswiderstand des Abgases und den Einfluß des Rückdrucks ; auf den Motor so weit wie möglich zu vermindern, so daß die
Dämpfungswirkung erhöht wird. I

i Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer j Auspuffvorrichtung, bei der das Verhältnis zwischen dem Durch- ! messer" der Abgas-Einlaßöffnung und dem Außendurchmesser des j Auslaßrohres vorbestimmt wird, um die Teilung des Abgases, die ₍ Kollision und Reflexion der Schallwellenkomponente und deren S Wiederholungen so zu gestalten, daß eine ausreichende Schall- ■

i minderung erhalten wird.

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— Ί if- — .

Ein weiterer Gegenstand ist die Schaffung einer Auspuffvor- !

richtung, bei der die Diffusionskammer ein Zylinder mit einem ;

Querschnitt ist, welcher größer als der der Abgas-Einlaßöffnung :

ist, und bei der der Innendurchmesser der Einlaßöffnung und ;

der Diffusionskammer vorbestimmt sind, um Geräusche wirksam ^!

zu dämpfen. j

Ein weiterer Gegenstand ist die Schaffung einer Auspuffvor- !

; richtung, bei der eine Expansionskammer in der vorderen Stufe _;

¹ der Dämpfungseinrichtung liegt, so daß die Dämpfungswirkung '

; in den mittleren und hohen Schallbereichen mit der Dämpfungs- ι ! wirkung des Expansionsauspuffs in dem unteren Schallbereich ! verbunden werden kann.

^: Ein sekundärer. Gegenstand ist die Schaffung einer Auspuffvorrichtung, bei der wenigstens zwei Verbindungsrohre in einer j Expansionskammer derart vorgesehen sind, daß eines der Rohre

an einem Ende mit dem Inneren der Expansionskammer in Verbin- ; dung steht, das andere Rohr an einem Ende aus der Expansions-I kammer herausragt und mit der Abgas-Einlaßöffnung der Dämpfungs- ! einrichtung in Verbindung steht, und die entsprechenden Ver- ! bindungsrohre an ihren anderen Enden durch eine gekrümmte I Passage miteinander verbunden sind, die von der Expansionskammer j abgeteilt ist und durch eine hohle Trennplatte gebildet wird, j die einen in der Ausdehnungsrichtung der verbundenen Enden j gekrümmten Teil aufweist.

I Erfindungsgemäß ist das Halteglied für das schallschluckende Material zwischen Plattengliedern montiert, ohne eine Befestigungseinrichtung für das Halteglied zu benötigen, so daß die ! Fläche des schallschluckenden Materials voll genutzt werden j kann, der Schallschluckeffekt verbessert werden kann und die ι Ausstrahlung von Geräuschen von der V/andung wirkungsvoll veri hindert wird.

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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand
der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Figur 1 einen vertikalen Längsschnitt des grundsätzlichen
Aufbaus einer Auspuffvorrichtung;

Figur 2 eine andere Ausfuhrungsform;
, Figur 3 eine gegenüber Figur 2 modifizierte Ausführung;

Figur If eine weitere modifizierte Ausführung;

'■■ Figur 3 eine Ausführung in Anwendung auf eine Auspuffvorrichtung
! für einen Verbrennungsmotor eines Motorrades, wobei
ι der wesentliche Teil geschnitten ist;
! Figur 6 eine gegenüber Figur 5 modifizierte Ausführungsform;
j Figur 7> 8 und 9 Diagramme tatsächlich gemessener Werte der

; entsprechenden Teile; !

I Figur 1o ein Diagramm tatsächlich gemessener Werte der Er- I '. findung im Vergleich zu Werten herkömmlicher Vorrich- ;

; tungen; '

\ Figur 11 ein Diagramm mit entsprechenden Charakteristiken der i

Auspuffgeräuschverläufe eines Expansionsauspuffs und
j der Erfindung; j

j Figur 12 eine Ausführungsform mit einer Rohrverlängerungs- ί ^: einrichtung und einem Schalldämpfer, wobei der erfor- :

derliche Teil geschnitten ist; '

j Figur 13 einen vertikalen Längsschnitt einer weiteren Ausführung;^:

i Figur 1^ einen Schnitt bei der Linie 1 if—I ^f in Figur 13;

ι Figur 15 eine Ausführung, bei der die Vorrichtung der Figur 13

! in dem Endteil einer Auspuffvorrichtung verwendet

; wird, mit dem wesentlichen Teil im Schnitt; '

j Figur 16 in vertikalem Längsschnitt eine Konstruktion für eine

j Auspuffvorrichtung in auseinandergenommenen Zustand;

j Figur 17 die Konstruktion der Figur 16 nach der Montage;

j Figur 18 bis 21 Bauteile:

ϊ Figur 18 und 19 Längsschnitt bzw. Querschnitt einer vorderen

! Trennplatte;

Figur 2o und 21: Längsschnitt bzw. Querschnitt einer hinteren
Trennplatte; und

Figur 21 eine montierte Baugruppe.

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Figur 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines Dämpfungs- ;

Endrohres 1 einer erfindungsgemäßen Auspuffvorrichtung. Das \

Endrohr 1 besteht aus einem äußeren Zylinder 2 und einem in ;

diesen eingesetzten inneren Zylinder 3 mit viel kleinerem j

Durchmesser. Der Zylinder 3 ist über seinen gesamten Umfang ;

und seine gesamte Länge oder einen Großteil davon in Axial- j

richtung mit vielen kleinen Löchern k versehen und ist aus i

einer mit Löchern 4 versehenen Lochplatte geformt. ■

i ι Die Zylinder 2 und 3 sind an ihren Vorderenden mit einer abge- \ stuften Vorderwandplatte 5 geschlossen, die Flansche 5a und 5b j mit großem bzw. kleinem Durchmesser aufweist, der zum Außen- j durchmesser der Teile paßt. Der Zylinder 2 sitzt mit seinem !

vorderen Ende an dem inneren Umkreis des Flansches 5a und ist !

durch Schweißen oder dgl. verbunden« Der Zylinder 3 sitzt mit ·

seinem vorderen Ende an dem inneren Umkreis des Flansches Jb j

und ist durch Einpressen oder dgl, verbundene i

Die Zylinder 2 und 3 sind an ihren hinteren Enden mit einer ! Hinterwandplatte 6 zusammengesetzt, die Flansche 6a und 6b ; mit großem bzw. kleinem Durchmesser aufweist und im äußeren j Umfangsbereich in zwei Stufen geformt ist. Der Flansch 6a j sitzt an dem inneren Umkreis des hinteren Endes von Zylinder 2 ! und ist durch Schweißen oder dgl. verbunden. Der Flansch 6b ! sitzt am inneren Umkreis des hinteren Endes von Zylinder 3 j und ist durch Einpressen oder dgl. verbunden. Der ringförmige i Zwischenraum zwischen den Zylindern 2 und 3 ist mit schallschluckendem Material wie beispielsweise Glaswolle 7 gefüllt. j Das Material 7 erstreckt sich durch die Löcher Zf in den Zylinder 3*

In dem Mittelteil der Platte 5 ist eine Abgas-Einlaßöffnung 8 j mit wesentlich kleinerem Durchmesser als dem des Zylinders 3 ί angeordnet und an dem hinteren Ende eines Abgas-Einlaßrohres 9 j ausgebildet. Das Rohr 9 ist mit seinem hinteren Ende in ein
geflanschtes Paßloch 5c eingesetzt, das in dem Mittelteil

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der Platte 5 vorgesehen ist, und ist durch Schweißen oder dgl. , einstückig mit diesem verbunden. Die Einlaßöffnung 8 öffnet sich , in den inneren Zylinder 3· Das Rohr 9 erstreckt sich gegen die : Strömungsrichtung des Abgases, steht mit einer Expansionskammer : in Verbindung, die einen viel größeren Durchmesser als das Rohr 9 hat, und steht mit dem Auspuffsystem des Motors in

■ Verbindung.

[ Ein Auslaßrohr 1o ist in der Axialrichtung innerhalb des Zylin- ^: ders: 3 vorgesehen. Der Körper 11 des Rohres 1 ο ist über seinen

■ gesamten Umfang und in der Axialrichtung mit vielen kleinen

; Löchern 12 versehen und aus einer Lochplatte oder dgl. geformt. ! Sein hinterer Teil 11b hat keine kleinen Löcher. In der Dar- ! stellung ist ein Aufbau verwendet, bei dem ein Rohr ohne Löcher

, an seinem Vorderende mit dem hinteren Ende des Körpers IT

j einstückig vers-chweißt oder auf dgl«, Art verbunden ist. Der

j Teil 11b ist in ein geflanschtes Paßloch 6c eingesetzt, das

j in der Mitte der Platte 6 vorgesehen ist, durch Schweißen oder

I dgl. einstückig verbunden und ragt nach hinten aus der Platte j heraus. Der Körper 11 und der Teil 11b sind koaxial ausgebildet und konzentrisch und koaxial zur Einlaßöffnung 8 angeordnet.

j Ein halbkugelförmiges Verschlußglied 13 ist auf das Vorderende

j 11a des Körpers 11 aufgesetzt und mit diesem verbunden, um den Körper 11 an seinem Vorderende abzuschließen. Die halbkugelförmige Oberfläche des Gliedes 13 ragt nach vorn zu der Öffnung 8 hin, um einen vorbestimmten Abstand 1 zwischen der Spitze des- Gliedes 13 und dem Ende der Öffnung 8 vorzusehen. Das Glied 13 kann auch konisch sein.

I In dem Zylinder 3 ist eine kreisförmige Diffusionskammer 1 if gebildet, die einen größeren Durchmesser als. die Öffnung 8 hat und mit dem Rohr Io in ihrem Zentrum versehen ist.

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' Figur 5 zeigt ein mit den Endrohr 1 der Figur 1 versehenes Auspuffrohr eines Motorrades„ Sin Verbrennungsmotor 2o weist ein Auspuffrohr ZL auf, dessen Basisende mit dem Auspuff teil 23 eines Zylinders 22 verbunden ist, der seinerseits mit einer Kraftstoff speiseeinrichtung '»vie z.B. einem Vergaser 21 verbunden ist. Der hintere Teil des Auspuffrohres 2Zf weist einen erweiterten Teil 2^-b auf, in dem eine Expansionskaxnmer 25 gebildet wird. In dem Endteil des erweiterten Teils 2^b ist das Dämpfungs-Endrohr 1 angeordnete Das Rohr Io ist nur an seinem hinteren Ende zur Verbindung mit der Außenluft offen. Das Rohr 9 ist an seinem Vorderende mit einer Trennplatte 26 j der Kammer 25 verbunden und steht mit der AuspuffÖffnung des ■ Motors in Verbindung. Der Zylinder 2 des Endrohres 1 ist mit seinem hinteren Ende mit einem verengten Teil 2i+c am hinteren Ende des Teiles ZLh durch Schweißen oder dgl. verbunden.

ι Die Wirkungsweise des iuifbaus ist folgende:

; Geräusche wie Druckwellen, die durch die Druckdifferenz in dem Rohr ZL bei Öffnen des Auspuffventils des Motors 2o verursacht werden, Resonanztöne des Rohres und durch die Abgasströmung verursachte Gasströmungsgeräusche· breiten sich aus und strömen als Verdichtungswellen oder Longitudinalwellen nach hinten, d.h. in Strömungsrichtung zusammen mit dem Abgas durch das Rohr ZL. Die Verdichtungswellen werden zuerst in die Kammer geleitet, wo ihre niederfrequente Komponente beseitigt wird.

Die Komponente der Abgasgeräusche im niedrigen Geräuschsbereich

: wird gedämpft oder unterdrückt.

Die Schallwellen in mittleren und hohen Frequenzbereichen, die

ι *

j noch nicht beseitigt sind, breiten sich durch das Rohr 9 aus j und gelangen in die Kammer 1^· Die von der Öffnung 8 in die ! Kammer 1 Zf eingeleiteten Wellen kollidieren mit der Spitze des ihnen gegenüberstehenden halbkugelförmigen Verschlußgliedes 13 und werden auf dessen Peripherie verteilt.

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Die Schallwellen kollidieren mit der Innenwand des Zylinders 3, werden reflektiert, kollidieren mit der Außenwand des Körpers 11 und werden durch die Wiederholung solcher Kollisionen und Reflexionen gedämpft. Der Geräuschpegel wird also vermindert. Die Kollisionen und Reflexionen und deren Wiederholungen treten überall an der Innemvand der Kammer V\- und der Außenwand des Rohres 1o auf, und'dadurch werden die Geräusche wirksam reduziert. Die verminderten Schallwellen und die Schallwellen breiten sich durch die Kollision und Reflexion durch die Löcher 12 hindurch in das Innere des Rohres 1o aus. Die gleiche schallmindernde Wirkung tritt auch an der Innenwand des Rohres 1o- auf. Bei den durch das hintere Ende des Rohres 1 ο an die Außenluft abgegebenen Schallwellen sind also deren Frequenzkomponenten wirksam gedämpft.

'. Bei Einleitung des Abgases in die Kammer 1 If kollidiert es mit \ dem Vorderende des Gliedes 13, wird aufgeteilt und durch die ; Löcher 12 in das Auslaßrohr 1o eingeleitet. Das Abgas wird in ! das Rohr 1 ο über dessen gesamte Peripherie eingeleitet und kollidiert innerhalb des Rohres 1 ο wiederum in allenRichtungen. j Diese.;; Erscheinung tritt überall innerhalb des Rohres auf. j Daher verursacht die Abgasströmung keine Wirbelströmung und keine Spiralströmung am hinteren Ende des Rohres 1o₀ Dies verhindert die Entstehung von Sekundärgeräuschen durch Wirbelj ströme oder dgl. zum Zeitpunkt der Abgabe des Abgas-es- an die ; Außenluft. Die Strömungsgeschwindigkeitsenergie des Abgases ! wird durch den großen Durchmesser der Kammer \K vermindert, ebenso durch das geschlossene Vorderende des Rohres 1o. Durch die obenerwähnte Wirkung wird die Entstehung von Sekundärgeräuschen wie z.B. Düsengeräuschen, die durch den schnellen Ausstoß des Abgases in die Außenluft erzeugt werden, vermieden.

Die durch das Glied 13 aufgeteilte Schallwellenkomponente kollidiert mit den Oberflächen des Materials 7, das sich durch die kleinen Löcher 12 erstreckt, und wird von ihm absorbiert.

8 U¹J 3 U 8 /

Daher wird der Geräuschdämpfungseffekt weiter verstärkt. Das
Material 7 absorbiert Schall sehr gut. Das verhindert die als
Durchblasen (blow through) bekannte Erscheinung.

V/enn der Abstand 1 nicht richtig bemessen ist, wird ein Ventilationswiderstand erzeugt, der als Rückdruck auf den Motor

. wirkt. Das ist nicht wünschenswert. Ferner wird, wenn der
Abstand 1 nicht richtig ist, das von der vorderen Stufe übertragene Gas nicht gut durch das Glied 13 aufgeteilt, und daher

i ist die Schallverminderung mäßig.

; Daher werden der Innendurchmesser der öffnung 8 und der Abstand

zwischen der Öffnung 8 und dem Glied 13 gemäß folgender Bezie-
: hung ausgebildet:

o,5 = l/d_± = 2 , !

■ worin 1 der Abstand zwischen dem Ende der Öffnung 8 und der ■ ^: Spitze des Gliedes 13 und d. der Innendurchmesser der öffnung 8 j sind. Das Verhältnis 1 zu d. von o,5 = 1/d. = 2 ist das günstigste,

; Figur 7 zeigt tatsächlich gemessene Werte in einem Diagramm. j : Die Abszisse gibt das Verhältnis 1/d. an, und die Ordinate i gibt die Dämpfung der Schallwellenkomponente in dB an. Der j I Dämpfungsbetrag ist durch die Linie F wiedergegeben, und der i ι Rückdruckpegel ist durch die Linie G gezeigt. ;

j !

Wie aus den Charakteristiken der Linien F und G ersichtlich, !

ist bei einem Verhältnis 1/d. unter o,5 die Schallverminderung ·

groß, und es wird ein großer Dämpfungsbetrag erhalten, aber ;

der Rückdruck ist so hoch, daß er einen schlechten Einfluß ^!

¹ auf den Motor ausübt. Wenn das Verhältnis im Bereich o,5 bis ;

j 2 liegt, ist die Schallverminderung groß genug, und der Rück- ,

! druck ist gering. V/enn das Verhältnis den Wert 2,ο übersteigt, '

' vermindert sich der fiückdruck, aber die Schallverminderung ;

'. wird zu gering. j

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Wenn der Außendurchmesser des Rohres 1o kleiner als der Innendurchmesser der Öffnung 8 ist, wird der Raum zwischen der
Innenwand der Kammer IJf und der Außenwand des Rohres Io so
groß, daß die Schallwellenkomponente nicht aufgeteilt wird,
und es wird keine wirksame Kollision und Reflexion innerhalb
dieses Raumes stattfinden. Es wird also schwierig sein, eine
wirksame Dämpfung der Schallwellenkomponente und eine Verminderung des Schalls zu erhalten.

Daher wird folgende Beziehung zwischen dem Innendurchmesser d.
der Öffnung 8 und dem Außendurchmesser d des Rohres 1o

festgelegt: d = d.

Θ .J. ·

Figur 8 zeigt tatsächlich gemessene Werte in einem Diagramm. j Die Abszisse gibt das Verhältnis d./cL an, und die Ordinate ; gibt die Dämpfung in dB an. Wie durch die Linie H wiedergegeben, vermindert sich die Dämpfung, wenn das Verhältnis d./d j über 1 liegt. Wenn der Außendurchmesser des Rohres Io kleiner ; als- der Innendurchmesser der öffnung 8 ist, nimmt die Dämpfung j j ab. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser des Rohres 1o größer . j ! als der Innendurchmesser der Öffnung 8. |

Ferner ist es bei der Beziehung zwischen dem Innendurchmesser \

der Öffnung 8 und dem Innendurchmesser der Kammer, Uf wegen !

j des Obigen erforderlich, daß der Innendurchmesser der Kammer Uf _:

ausreichend größer als der Innendurchmesser der öffnung 8 ist. ι Es ist erforderlich, daß . das Verhältnis zum Außendurchmesser

des Rohres Vo innerhalb der Kammer lif einen angemessenen Wert ;

hat. ;

Ϊ Wenn der Innendurchmesser der Kammer lif groß im Vergleich zum ,

Außendurchmesser des Rohres 1o ist, wird es auch dann schwer !

sein, eine ausreichende Dämpfung der Schallwellenkomponente ;

und eine Dämpfungswirkung zu erzielen, wenn das Verhältnis j

zwischen dem Außendurchmess:er des Rohres 1 ο und dem Innendurch- ι

messer der öffnung 8 und der Abstand zwischen den ihnen

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gegenüberliegenden Endflächen die obigen Beziehungen erfüllen. ;

Das liegt daran, daß bei zu großem Abstand zwischen ihnen !

die erwähnten Kollisionen und Reflexionen der Schallwellen- i

komponenten nicht wirksam eintreten werden. Folglich ist die j

• Schallverminderungs- und Dämpfungswirkung mäßig. !

j Erfindungsgsmäß wird der Außendurchmesser des Rohres 1 ο halb so ' groß oder mehr als halb so groß wie der Zwischenraum gemacht, S

■ der nach Abzug des Außendurchmessers des Rohres Io verbleibt, j ' I

'. das in der Kammer 1^ vorgesehen ist. ι

V t

i Es sollte die Gleichung erfüllt werden:

I ^de = <^d - ^d

I worin d den Außendurchmesser des Rohres Io und d den Innen-

' durchmesser der Kammer 12f bedeuten.

Dies wird anhand tatsächlich gemessener Werte in dem Diagramm
^: in Figur 9 gezeigt» Die Abszisse gibt den Außendurchmesser
' d des Rohres 1o an und die Ordinate die Dämpfung in dB. Wie
' aus Kurve I ersichtlich, vermindert sich die Dämpfung stark,.
j wenn in Beziehung zum Innendurchmesser der Kammer 11+ der Außen-

; durchmesser d des Rohres 1 ο unterhalb des Punktes J des halben

j Zwischenraumes zwischen ihnen liegt; wenn aber d über dem

ι Punkt J liegt, wird eine starke Dämpfung und folglich ein

v/irksames und effizientes Schallschlucken erzielt.

Kodifizierte Ausführungsformen werden unter Bezug auf die
Figuren 2 bis Zf erläutert.

; Das Vorderende des Rohres 1 öl und das Hinterende eines Gehäuses

131, das die Kammer I30 bildet, sind aneinandergefügt und

In Figur 2 ist eine Expansionskasimer I30 mit dem Vorderteil : eines Dämpfungs-Endrohres " . 1o1 verbunden. |

Der Aufbau des Endrohres ist derselbe wie in Figur 1. !

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stehen über ein Einlaßrohr 109 miteinander in Verbindung. Ein Motorabgas-Einlaßrohr 132 ist mit dem Vorderende des Gehäuses 131 verbunden, so daß das Motorabgas durch die Kammer 13o, das Rohr 1o9, die Diffusionskammer 11 If und das Auslaßrohr 11o an die Außenlauft abgegeben werden kann» Zuerst v/erden die niederfrequenten Komponenten der Geräusche hauptsächlich in der Kammer 13o beseitigt, und ihre mittel- und hochfrequenten Komponenten werden durch das in Reihe geschaltete Rohr Ιοί gedämpft und so weit wie möglich beseitigt. Der geschlossene Teil an der Spitze des Rohres 11 ο und der hintere Teil, der keine kleinen Löcher hat, sind einteilig ausgebildet.

In der Ausführung der Figur 3 ist eine in einem in Axialrichtung langen Gehäuse 231 gebildete Expansionskammer mit einer Trennplatte 233 unterteilt. Eine vordere. Expansionskammer 23oa steht mit dem Motorauspuffsystem über ein Einlaßrohr 232 in Verbindung. Die Trennplatte. 233 ist mit einem Durchgangsrohr Z3k versehen, um die vordere und hintere Expansionskammer 230a bzw. 230b miteinander in Verbindung zu setzen. Die Kammer 230b ist mit einem Dämpfungsrohr 2o1 versehen. Ein Abgas-Einlaßrohr 2o9 öffnet sich in die Kammer 23ob. Das Rohr Z3k ist

/das
nicht koaxial zu dem Rohr 2o9/m der Mitte liegt.

In Figur ^ sind große vordere und hintere Expansionskammern 33oa bzw. 33°b> die in einem in Axialrichtung langen Gehäuse gebildet sind, mit Trennplatten 333a- und 333"b unter teilt, „um eine kleine Zwischenkammer 33°c zwischen den Kammern 33Oa; und 33ob zu bilden. Die Kammer 33oa steht über ein Einlaßrohr 232 mit dem Motorauspuffsystem in Verbindung. Die Platte 333a ist mit einem Durchgangsrohr 33^a versahen, und die Platte 333"b ist mit einem Durchgangsrohr 33A-b versehen, so daß die Kammern 33oa und 33ob miteinander über die Rohre 33^^a und 33Vb und die Kammer 33°c in Verbindung stehen. Ein Dämpfungsrohr 3o1 ist innerhalb der Kammer 33ob angeordnet.

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In dem Obigen ist die Expansionskammer mehrstufig vorgesehen, um hauptsächlich die Abschwächung der niedrigen Frequenzen zu verstärken, und die Auspuffpassage ist lang gemacht, um die Wirkung des Dämpfungsrohres und den Dämpfungseffekt im ganzen zu erhöhen.

Figur 6 zeigt eine spezielle Ausführung einer Auspuffvorrichtung eines Motorrades. Ein Expansionsauspuff ist in zwei Stufen vorgesehen, aufgeteilt in einen vorderen und hinteren Teil, : die durch ein Rohr miteinander verbunden sind,

¹ Ein Auspuffrohr 424» das mit dem Auspufft eil 423 eines Zylinders ^; eines Verbrennungsmotors verbunden ist, ist über ein Verbindungsrohr ^27 Mit einem Auspufftopf 4°o verbunden. In der dargestellten Ausführung hat der Auspufftopf 400 einen drei- : eckigen kastenförmigen Körper. Das Rohr 427 ist mit seinem

mittleren oder hinteren Teil in den Körper eingefügt und wird j an seinem hinteren, in einer Expansionskammer 43o gelegenen : Teil- durch eine Trennplatte 433 gehalten, die Durchgangslöcher ^; 435 hat und so gekrümmt ist, daß ihre entsprechenden Teile i nicht in derselben Ebene liegen. Schallschluckendes Material 437 ist über eine Lochplatte 436 an der Innenwand der Kammer j 430 vorgesehen. Ein anderes Verbindungsrohr 434 öffnet sich : an seinem Vorderende in einen Teil eines Gehäuses 431 des i Auspufftopfes 4oo und steht mit dem nächsten Auspufftopf 4ooa- \ in Verbindung, um dessen Expansionskammer 43oa mit der Kammer 430 in Verbindung zu setzen.

; Die innerhalb eines Gehäuses 431a des Auspufftopfes 400a aus-

• gebildete Kammer 43oa ist durch eine Trennplatte 433a unter-

: teilt, um eine Umwegkammer 43ob zu schaffen. Das Rohr 434

passiert die Kammer 43°b und öffnet sich in die Kammer 43°a.

ι Die Kammern 43°a und 43ob stehen miteinander über ein Durch-

\ gangsrohr 434a in Verbindung. Die Kammer 430b steht mit einer

I sekundären Expansionskammer 43oc in Verbindung, die innerhalb

8 0·:. 84 8 / TOUT

eines Gehäuses !+3^ vorgesehen ist, das in der Kammer mittels eines Durchgangsrohrteils i+3k^> montiert ist. Ein Dämp fungsrohr l+o\ ist in der Kammer 43oc vorgesehen. Das Gehäuse Zf31b ist auch der Außenzylinder des Rohres /fo1 „ Schallschlukkendes Material 1+37a ist über eine Lochplatte 436a- an der Innenwand der Kammer 1+3ο& angebracht.

Vorwiegend die Niederfrequenzkomponenten der Auspuffgeräusche werden in den Kammern 43° j h3°&- und 43oc. geschwächt und gedämpft, und vorwiegend die mittel- und hochfrequenten Komponenten werden in dem Dämpfungsrohr l+ol abgeschwächt und gedämpft, Materialien 1+37 und I+37& sind in den Kammern 1+3® bzw. if3oa j vorgesehen, um die Schallschluckwirkung zu verbessern. Die Platte 433 in der vorderen Stufe ist gekrümmt, so daß die in die Kammer 1+3° eingeleitete Schallwellenkomponente an der gekrümmten Oberfläche der Platte 1+33 unregelmäßig reflektiert wird und die Verdichtungswellen interferieren und miteinander kollidieren können, um die Dämpfungswirkung zu vergrößern. Auf diese V/eise kann das dämpf bare Frequenzband vergrößert werden»

Die Dämpfungswirkung des oben erläuterten Dämpfungsrohres im Vergleich zu einem herkömmlichen ist in Figur Io dargestellt. Die Kurve E zeigt die Charakteristik des erfindungsgemäßen j Dämpfungsrohres, und die Kurve D zeigt die Charakteristik j des oben beschriebenen herkömmlichen Rohres. Die Charakteristiken sind tatsächlich gemessene Werte. Das Frequenzband der j Verminderung ist bei der Erfindung breiter als bei der herkömmlichen Einrichtung, und die Schallreduzierung ist auch viel stärker als bei der herkömmlichen Einrichtung. Es kann eine Auspuffvorrichtung erhalten werden, bei der die Charakteristik des Expansionsauspuffs erhöht wird, und das Dämpfungsrohr der Erfindung wird verwendet, um den Frequenzbereich zu erweitern, in dem beide zusammentreffen. Ebenso kann die Schallj verminderung durch Erweiterung des Uberlappungsbereiches der j Kurven B und C in Figur 11 verbessert werden, und die Auspuffgeräusche können über den gesamten Bereich gedämpft werden.

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Figur 12 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der ein Auspufftopf mit einer Rohrverlängerungseinrichtung eines Expansionsauspuffs in Strömungsrichtung vor dem Dämpfungsrohr vor·^ gesehen ist.

Die Einzelheiten der Rohrverlängerungseinrichtung sind in den Figuren 13 und 14 gezeigt. Ein Auspufftopf 40 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 4I mit einer vorderen und hinteren Wandplatte 42 bzw. 43 und einer Expansionskammer 44. In der Mitte der Wandplatte 42 ist ein Einsatzloch mit einem Einsatz flansch 42a ausgebildet. In dem Einsatzloch ist ein Verbindungsrohr 45 eingesetzt und befestigt. Das Rohr 45 öffnet sich in eine vordere Expansionskammer 44a·

Die Expansionskammer 44 ist in eine vordere und eine hintere Kammer 44a. bzw. 44*> unterteilt durch eine Trennplatte 46, die so geformt ist, daß sie an der Innenwand 41a des Gehäuses 41 sitzt, wie in Figur 14 gezeigt. Ein ringförmiger Paßflansch 46a ist einteilig um die scheibenförmige Platte 46 ausgebildet und mit der Innenwand des. Gehäuses 4I verschweißt. In dem unteren Teil der Platte 46 ist ein Flanschloch 46b gebildet. Ein sich bogenförmig nach vorn erstreckendes gekrümmtes Teil 47 ist einteilig mit der Platte 46 über deren mittlere und obere Bereiche ausgebildet. Die hintere Oberfläche des Teils 47 ist eine bogenförmig gekrümmte konkave Oberfläche 47a.

Eins scheibenförmige Tragplatte 48 ist an der Rückseite der Platte 4o vorgesehen und v/eist ein nach vorn ragendes Teil 48a auf, das einteilig mit dem Paßteil 46c des Flansches 46a verbunden ist. In dem zu dem Flanschloch 46b weisenden Teil ist ein Flanschloch 48b vorgesehen. Ein Verbindungsrohr 49 ist durch die Flanschlöcher 46b und 48b hindurchgeführt, in sie eingefügt und an ihnen befestigt. Die Kammern 4^a und 44b stehen miteinander über das Rohr 49 in Verbindung, das von einem zwischen den Platten 46 und 48 gebildeten Raum 5o getrennt ist.

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■ Ein erstes Verbindungsrohr 51 ist an seinem vorderen Teil 51a

in einem oberen Flanschloch ij-8d befestigt, um an seinem offenen ;

Vorderende 51 b auf die Oberfläche hfla. zu weisen, und ist an ⁱ

seinem hinteren Ende 51c offen, um mit der Kammer J+ifb in Ver- ^:

bindung zu stehen. Ein zweites Verbindungsrohr 52 ist an seinem j

vorderen Teil 52a in einem unteren Flanschloch if.8c befestigt, j um an seinem offenen Vorderende 52b auf die Oberfläche if7a zu

v/eisen, und ist an seinem hinteren Ende 52c in einem in dem '

, Mittelteil der Wandplatte i+3 vorgesehenen Flanschloch Ak3a be- ; • festigt. Das Rohr ^Z ist an seinem hinteren Ende mit dem Abgas-
; Einlaßrohr des Dämpfungsrohres verbunden. Auf diese Weise wird
ι an den Vorderenden der Rohre 51 und 52 eine Verbindungspassage

j oder Kammer 53 gebildet. j

ι I

j ί

I Die Rohre 51 und 52 sind an den in der Passage 33 gelegenen j

ι Enden 51t und 52b symmetrisch diagonal abgeschnitten, so daß !

; sie an den Enden entgegengesetzt zueinander sind. Statt sö...dia- \

gonal geschnitten zu sein, können die Rohre an den Vorderenden j

' symmetrisch zueinander gebogen sein, so daß sie an den öffnungen !

ί einander entgegengesetzt sind. j

, Wie mit dem Pfeil angedeutet, tritt das Abgas durch das Rohr

ί 1+3 in die Kammer kh&- ein. Hauptsächlich die niedrigen Frequenzen

I werden durch die Expansionskammerwirkung in der Kammer ^a

j gedämpft. Das Abgas strömt durch das Rohr i+9 in die Kammer i+l\.h

und wird durch die Wirkung der Kammer ififb weiter gedämpft.

= Das Abgas strömt in das Rohr 51 und in die Kammer 53» Das Abgas

• wird durch die Fläche i)-7a so gelenkt, daß es zur Öffnung des

: Rohres 32. hin strömt, passiert das Rohr 52 und v/ird in das

i Dämpfungsrohr in der nächsten Stufe gelenkt. Da die Oberfläche

; in der Abgasströmungsrichtung in Kammer 53 eine gekrümmte

j konkave Fläche ist, wird die Gasströmung durch diese so geführt,

\ daß sie glatt strömt. Selbst wenn die Rohre 51 und 52 so ange-

' ordnet sind, daß der Abgasstrom in umgekehrter Richtung gelenkt

i wird, wird der Ventilationswiderstand und der Rückdruck auf die

j Motorseite minimiert.

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ist schallschluckendes Material 337 angebracht.

Da die Rohre 51 und 52 diagonal geschnitten sind, wird dem
Abgasstrom an der Öffnung 51b eine Abwärtsrichtung erteilt, und
die Öffnung 52b ist nach oben gerichtet, um den Abgasstrom
aufzunehmen. Wegen der Leitwirkung der Fläche 47a ist die
Strömung des Abgases zwischen beiden Rohren so glatt, daß der
Ventilationswiderstand so klein wie möglich gemacht wird.

Figur 12 zeigt einen Expansionsauspuff 5°°, der mit einem

Auspuffrohr 524 verbunden ist, das seinerseits mit einem

Auspuffteil 523 eines Zylinders 522 eines Verbrennungsmotors

; verbunden ist. Der Auspufftopf ist so geformt, daß sein Durch-

! messer nach hinten zunimmt. Der Auspufftopf 5°o ist mit einer

! Trennplatte 533 unterteilt, um eine primäre Expansionskammer

: 33° und eine sekundäre Expansionskammer 544 zu bilden, die j ^! miteinander über ein Durchgangsrohr 534 in Verbindung stehen. j Die Kammer 544 weist eine vordere Kammer 544& und eine hintere j

• Kammer 544b auf, die voneinander getrennt sind durch eine ··■ ; , Trennplatte'546, die einen gekrümmten Teil 547 und eine Trag- j ; platte 548 aufweist. Die Kammern 544a und 544b stehen mitein- ι ander über ein Durchgangsrohr 549 in Verbindung. Ein erstes j

i Verbindungsrohr 551, dessen hinteres Ende'xn die Kammer 5Wb I ι und dessen vorderes Ende sich in eine gekrümmte Passage 553 j ί öffnet, ist in dem oberen Teil der Tragplatte 548 angeordnet. j j Ein zweites Verbindungsrohr 552- öffnet sich an seinem vorderen j I Ende in die Passage 553, ist gleichzeitig das Abgas-Einlaßrohr :

: eines Dämpfungsrohres 5o1. und steht mit einer Diffusionskammer i

514 des Däinpfungsrohres 5o1 in Verbindung, das am hinteren
: Ende der Kammer 544b vorgesehen ist.

I · j

I Eine Lochplatte 536 wird für die Innenwände der Kammern 53o ' j und 544 verwendet, und durch die Lochplatte hindurchragend i

j Es ist also ein Auspufftopf mit vergrößerter Rohrlänge in einem j 1 Expansionsauspuff angeordnet und mit einem Dämpfungsrohr |

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verbunden, um eine Auspuffvorrichtung mit ausgezeichneter Dämpfungswirkung zu erhalten.

Es kann auch eine Auspuffvorrichtung gebildet werden, indem nur der oben erwähnte Auspufftopf verwendet wird, wie in Figur 15 gezeigt.

Ein Auspufftopf 600 weist eine Expansionskammer 63° auf, die durch eine Trennplatte 6^6 unterteilt ist, welche einen gekrümmten Teil 61+7 und eine Tragplatte 6^8 aufweist. Eine gekrümmte Passage 653 ist zwischen den Platten 6M> und 6if8 vorgesehen. Ein erstes und ein zweites Verbindungsrohr 651 bzw. 652 treten in die Passage 653 ein. Das Rohr 65I öffnet sich in eine hintere Kammer öMt-b. Das Rohr 652 öffnet sich nach hinten durch eine Endplatte 6i+3 hindurch. Die vordere und die hintere Expansionskammer 6^a bzw. 6^4b sind miteinander über ! ein Durchgangsrohr 61+9 verbunden.

Die Rohrverlängerungseinrichtung kann also auch lediglich für ! einen Expansionsauspuff verwendet werden.

\ Wenn die Innenwand eines Schalldämpfers durch eine Lochplatte

■ hindurch mit schallschluckendem Material versehen ist, werden die mittel- und hochfrequenten Komponenten, die sich als Verdichtungswellen oder Longitudinalwellen ausbreiten, absorbiert, und die Dämpf-ungswirkung wird verbessert. Sogar in dem in Figur 1 gezeigten Dämpfungsrohr wird bei Verwendung von schallschluckendem Material 7 die Dämpfungswirkung weiter verbessert.

Wie in Figur 1 gezeigt, ist die Anordnung des Materials 7 j

folgende: Der Zylinder 3, der aus einer zylindrischen Lochplatte ;

besteht, ist so geformt, daß er an seinem vorderen und hinteren !

Ende zu dem Innendurchmesser des Flansches ^b bzw. dem Außen- '

durchmesser des. Flansches 6b paßt. Der Zylinder 2 ist mit den ;

Flanschen 5a und 6a verschweißt, aber der Zylinder 3 ist nicht j

, j

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geschweißt. Das Material 7 kann ohne Schweißen der Lochplatte eingebracht werden. Beim Anschweißen der Lochplatte an die anderen Platten wäre ein Schweißrand erforderlich, und das schallschluckende Material müßte von dem geschweißten Teil getrennt werden, und daher würde die schallschluckende Fläche des schallschluckenden Materials reduziert. Gemäß dem Obigen besteht dieser Nachteil nicht, und das schallschluckende Material kann auf der gesamten Oberfläche der Innenwand mit Ausnahme der vorderen und hinteren Wandplatte vorgesehen werden.

/der Figuren 16 bis 22 zeigen eine Ausführung, bei'das Obige auf die Innenwand eines Expansionsauspuffs angewendet wird.

■ In Figur. 22 hat ein Auspufftopf 6o einen zylindrischen Körper . 61. In der dargestellten Ausführung ist der Körper 61 ein . j

zugespitzter Zylinder, dessen Durchmesser nach hinten allmählich ! : zunimmt. Der Körper 61 ist durch Trennplatten 62 und 63 unterteilt, um Expansionskammern Gh und 65 zu bilden.

V/ie in den Figuren 18 und 19 gezeigt, ist die Platte 62 einteilig mit einem Flansch 62b in dem äußersten Umfangsbereich eines scheibenförmigen Körpers 62a ausgebildet. Der Flansch ; 62b hat einen Außendurchmesser, der genau zu einer vorbestimmten J Stelle der zugespitzten Innenwand 61a des Körpers 61 paßt, und ! ist zugespitzt, daß er längs der V/and 61 a verläuft. Ein tra-

j gender Flansch 62c ist auch zugespitzt in Form einer zu dem ' Flansch 62b konzentrischen Stufe. Die Mitte des Körpers 62a weist ein Flanschloch 62d auf, in das ein Durchgangsrohr 66 eingesetzt und durch Verschweißen mit ihm einteilig gemacht ist.

j Wie in den Figuren 2o und 21 gezeigt, ist die Platte 63 in j dem äußersten Umfangsbereich eines scheibenförmigen Körpers.

63a mit einem ähnlichen Flansch 63b versehen» Ein erster tragender Flansch 63e in dem Innendurchmesserbereich des Flansches 63b und ein zweiter tragender Flansch 63c in dem Innendurchmesaerbereich des Flansches 63e sind kontinuierlich abgestuft

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vorgesehen. Der Flansch 63c hat einen Durchmesser, der gegenüber
dem Durchmesser des Flansches 63e um die Dicke eines Preßgliedes
vermindert ist. Die Flansche 63*>, 63c und 63e sind kontinuierlich ausgebildet und ringförmig und konzentrisch zueinander.
Ein Durchgangsrohr 67 durch ein Flanschloch 63d in dem Mittelteil des Körpers 63a ist mit diesem durch Verschweißen einteilig
gemacht»

Ein rohrförmiges Preßglied 68 ist ein zugespitzter, zu dem !

Körper 61 konzentrischer Zylinder und weist viele kleine Löcher !

69 über seinen gesamten Umfang auf. Das Preßglied wird durch
Formen einer Lochplatte erhalten. Seine Länge in.der Axialrichtung ist so bemessen, daß es zwischen die Plartten 62 und 63 i paßt. Sein Außendurchmesser ist so bemessen, daß es genau zu '> dem Innendurchmesser des Flansches 62c paßt. Sein Innendurch- \ messer ist so bemessen, daß es genau zu dem Außendurchmesser I des Flansches 63c paßt. \

I Schallschluckendes Material 7o wird erhalten durch Zusammen- !

pressen oder Formen von Glaswolle oder dgl. in der Gestalt j

eines Zylinders oder, in der dargestellten Ausführung, eines j

zugespitzten Zylinders einer bestimmten Dicke, so daß sein i

Außendurchmesser genau zu der Wand 61a paßt oder etwas größer i ist und sein Innendurchmesser genau zu dem Außendurchmesser
des Preßgliedes 68 paßt oder etwas kleiner ist.

Figur 16 zeigt die auseinandergenommenen und in der Axialrichtung angeordneten Komponenten. Zuerst wird die Platte 62 in
den Körper 61 eingesetzt, so daß der Körper 62a darin vorn
positioniert ist, und wird durch Punktschweißen mit der Wand
61a in der Stellung verbunden, in der der Flansch 62b an der
Wand 61a anliegt. Dann wird das Preßglied 68 eingesetzt und
durch Punktschweißung mit dem Flansch 63c verbunden. Das Preßglied 68 wird sodann auf seinem äußeren Umfang mit dem Material

70 belegt. Das Material 7o braucht nicht wie dargestellt

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' geformt zu sein, sondern kann in Form einer Schicht verwendet ;

werden, die auf den äußeren Umfang des Gliedes 68 aufgewickelt '

I wird. !

Eine Baueinheit 71, die durch Zusammenfügen der Platte 63, j

des Preßgliedes 68 und des Materials 7o hergestellt ist, wird j

von hinten in den Körper 61 eingefügt» Das Glied 68 wird mit >

• seinem Ende in und gegen den Flansch 62c so eingesetzt, daß j

: der Flansch 63b eng an der Wand 61a anliegt. Das Glied 68 j

^: wird zur einteiligen Verbindung mit der Platte 62 punktgeschweißt.·

: Das Material 7o wird durch das Glied 68 zwischen den Platten j

i 62 und 63 an der Innenwand des Körpers angebracht. Dann werden

I !

j die nächste Trennplatte, das nächste Preßglied und schall- .

schluckendes Material an der Rückseite der Platte 63 angebracht ;

ι (Figur 22), und zwar nach dem oben geschilderten Vorgang, um j

das Material 7ο in einer vielstufigen Kammer zu verwenden. In j i diesem Fall hat die Platte 63 dieselbe Funktion wie die Platte 62.|

ι j

: Es kann auch ein zu dem obigen umgekehrtes Vorgehen angewandt j

; werden, indem zuerst die hintere Trennplatte in den Körper |

_: eingesetzt und dann das Preßglied, das schallschluckende Material j

■ und die vordere Trennplatte eingepaßt werden. I

ι [

I Auf diese Weise kann schallschluckendes Material leicht in

; einem einfachen Aufbau mit einem Minimum an Schweißvorgängen ;

I eingesetzt werden, und dies ermöglicht die Massenproduktion ; ί von Schalldämpfern mit schallschluckendem Material.

Der Patentanwalt j

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Claims

Dipl.-!ng. H. MITSCHERLICH D-isOno MÖNCHEN 22

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN SteinsdorFstraße 10

Dr. rer.nat. W. KÖRBER ^ ⁽⁰⁸⁹> ^%296684 Dipl.-I η g. J. SCHMIDT-EVERS

PATENTANWÄLTE 2822971 ₂6. Mai 1978

Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha
6-2.7, Jingumae, Shibuya-ku
Tokio / Japan

Ansprüche:

Q). Auspuffvorrichtung für Verbrennungsmotoren, gekennzeichnet durch eine abgedichtete Diffusionskammer (1Zf, 112j.,212f, 314,512).) mit einer Einlaßöffnung (8), durch die Abgas von dem Motor in die abgedichtete Diffusionskammer eingeleitet wird, durch ein Auslaßrohr (1o), das in die Diffusionskammer hineinragt und mit dieser durch eine Vielzahl von in dem Auslaßrohr gebildeten Löchern (12) in Verbindung steht, und ferner dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßrohr (1o) ein geschlossenes Vorderende (13) aufweist, das in einem vorgegebenen Abstand (1) von der Einlaßöffnung (8) dieser gegenüber angeordnet ist, daß das hintere Ende des Auslaßrohrs (1o) mit der Außenluft in Verbindung steht, und daß der Querschnitt der Einlaßöffnung (8) kleiner ist als der Querschnitt der Diffusionskammer (1Zf).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionskammer (12t) eine innere (3) und eine äußere (2) Wandung aufweist, daß zwischen den Wandungen (2,3) schallschluckendes Material (7) angeordnet ist, und daß die innere Wandung (3) mit einer Vielzahl von Löchern (Zj.) versehen ist, durch die hindurch sich wenigstens ein Teil des schallschlukkenden Materials (7) in die Diffusionskammer (1Zf) erstreckt.

809848/1041 ORIGINAL INSPECTED

^: 3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ■ daß das geschlossene Vorderende (13) des Auslaßrohres (lo) i halbkugelförmig ausgebildet ist.

^! if. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

! daß sie so aufgebaut ist, daß sie die Bedingung

i o,5 = 1/d. = 2 erfüllt, worin 1 der vorgegebene Abstand zwischen

; der Einlaßöffnung (8) und dem Vorderende (13) und d. der

; Durchmesser der Einlaßöffnung (8) sind.

; 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, j daß sie die Bedingung d *= d. erfüllt, worin d der Außendurch- ^: messer des Auslaßrohres (1o) und d. der Innendurchmesser der

Einlaßöffnung (8) sind.
i
i 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

: daß die Diffusionskammer (lif) zylindrisch geformt ist, und ; daß die Vorrichtung so aufgebaut ist, daß sie die Bedingung id = (d - d )/2 erfüllt, worin d der Außendurchmesser des j Auslaßrohres (lo) und d der Innendurchmesser der Diffusions-¹ kammer (Uf) sind.
j

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einlaßrohr (9,1o9,2o9,3o9) mit der Einlaßöffnung (8) verbunden ist, daß ein Auspufftopf (131,231,331Λ31,531) mit einer Expansionskammer (25,13o,23o,33o,*f3o,53o) vorgesehen ist, deren Querschnittsfläche größer als die des Einlaßrohres ist, und daß die Diffusionskammer (114,21if,314,5H) über das Einlaßrohr mit dem mit der Expansionskammer versehenen Auspuff topf in Verbindung steht.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Expansionskammer (25,13°) wenigstens einstufig in
Strömungsrichtung vor der Diffusionskammer (114) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Expansionskammer (23o,33°,43°»53o) eine Vielzahl von

; Kammern (23oa,23ob;33oa,33ob,33oc;43oa,43oc) aufweist, die
, miteinander in Verbindung stehen und in Strömungsrichtung vor

■ der Diffusionskammer (214,314,514) angeordnet sind.

i lo. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, j

daß die Diffusionskammer (43o) mit der Vielzahl von Expansions- !

kammern (43oa,43oc) in Verbindung steht, und daß eine dazwischen- i

\ liegende Umwegkammer (43ob) vorgesehen ist, die mit den ent- \

; sprechenden Kammern zwischen der Vielzahl von Expansionskammern j

j in Verbindung steht. I

i :

; 11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

daß ein die Diffusionskammer (214,314,514) enthaltendes Dämp'fungs-'

!rohr (2o1,3o1,40I,5o1) in die letzte Stufe (23ob,33ob,43oc, j

j !

; 544b) der Expansionskammern eingesetzt ist. ·

j ;

! 12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, ' i daß die Expansionskammer (43oa), die mit der Diffusionskammer

in Verbindung steht, und eine in Strömungsrichtung davor lie- · j gende Expansionskammer (43o) getrennt ausgebildet sind und
I durch ein Verbindungsrohr (434) miteinander in Verbindung stehen.

I ;

1 ;

j 13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, ,

daß der Auspuff topf (Zi4oa) eine sekundäre Expansionskammer I

(43oc) aufweist, die mit dem die Diffusionskammer enthaltenden ;

Dämpfungsrohr (4ol) in Verbindung steht, sowie eine primäre ! Expansionskammer.(43oa), die um die sekundäre Expansionskammer

herum ausgebildet ist und mit der in Strömungsrichtung davor ί

liegenden Expansionskammer (43°) über eine Umwegkammer (43ob) j in Verbindung steht.

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■ - 4 -

14· Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, '■ daß die Außenwandung der Diffusionskammer durch einen Teil ^: des Gehäuses der sekundären Expansionskammer (43oc) gebildet

15. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daiß

^; die Innenwand der Expansionskammer (43oa) durch ein viele

Löcher aufweisendes Innenwandglied (436a) mit schallschluckendem j Material (437a) belegt ist.

j 16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

j daß wenigstens zwei Verbindungsrohre (51,52) in einer Expan-

! sionskammer (44^) angeordnet sind, daß eines (51) der Verbin-

dungsrohre (51,52) an seinem einen Ende (51c) mit dem Inneren

j der Expansionskammer (44b) in Verbindung steht, daß das andere

Verbindungsrohr (52) mit einem Ende (52c) aus der Expansions-

j kammer (44*>) herausragt und mit der Einlaßöffnung (8) der

, Diffusionskammer (14) in Verbindung steht, und daß die Verbin-

dungsrohre (51,52) mit ihren in derselben Richtung gerichteten

: anderen Enden (51b,52b) durch eine gekrümmte Passage (53)

j miteinander in Verbindung stehen, die durch eine Trennplatte

(47) gebildet wird, welche einen konkav geformten Teil (47a) aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, i daß die Trennplatte (47) ein Vorderteil (46) und ein Rückteil j

(48) auf v/eist, zwischen denen die gekrümmte Passage (53) gebildet wird, und daß voneinander durch das Vorderteil (46) und das Rückteil (48) getrennte vordere (44a) und hintere (44b) Kammern miteinander in Verbindung stehen durch ein Rohrteil (49), das von der Passage (53) getrennt ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Passage (53) in einem Teil der Trennplatte (47) vorgesehen ist, die den gleichgerichteten Enden (51b,52b) der Verbindungsrohre (51,52) gegenüberliegt.

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19. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsrohre (51,52) so ausgebildet sind, daß die Öffnungen der in der gekrümmten Passage (53) gelegenen anderen Enden (51b,52b) zueinander weisen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsrohre (51,52) an den in der Passage (53) gelegenen Enden (51b,52b) diagonal geschnitten sind, so daß die Öffnungen zueinander weisen.

21. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Diffusionskammer (1Zf) an ihrer Vorder- und Rückwand j

mit Flanschteilen (62c,63c) versehen ist, deren Durchmesser i kleiner als der der Innenwandung (61) der Diffusionskammer ist, j

daß ein Zylinderglied (68), welches viele kleine Löcher (69) j

aufweist, zwischen den Flanschteilen eingefügt und gehalten j wird, und daß schallschluckendes Material (7o) zwischen dem

Zylinderglied und der Innenwandung der Diffusionskammer an- j

geordnet ist. ';

22. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Trennplatten (62,63), durch die Verbindungsrohre (66,67) führen, vorn und hinten in einem die Expansionskammer bildenden Zylinderkörper (61) angeordnet sind und tragende Flanschteile (62c,63c) aufweisen, deren Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Zylinderkörpers (61) sind, daß ein zylindrisches Preßglied (68), das mit vielen kleinen Löchern (69) versehen ist, zwischen die tragenden Flanschteile eingefügt ist, und daß schallschluckendes Material (7o) zwischen dem Preßglied (68) und dem Zylinderkörper (61) angeordnet ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Trennplatten (62,63) in vorgegebenen Abständen in der Axialrichtung des Zylinderkörpers (61) angeordnet sind, daß Preßglieder (68) abwechselnd zwischen die

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entsprechenden Trennplatten eingefügt sind, daß schallschlukkendes Material (7o) zwischen jedes Preßglied (68) und die Innenseite des Zylinderkörpers (61) eingelegt ist, und daß Expansionskammern (6Jf,65) miteinander durch die Verbindungsrohre (66,67) in Verbindung stehen, welche Expansionskammern durch die Trennplatten abgeteilt,.an ihren Innenwandungen mit schallschluckendem Material (7°) belegt und in vielen Stufen ausgebildet sind.

2.1].. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine vordere Trennplatte (62) eingesetzt und innerhalb des Zylinderkörρers (61) befestigt wird, daß das Preßglied (68) mit seinem hinteren Ende in den Flanschteil der hinteren Trennplatte (63) eingesetzt wird, daß schallschluckendes Material (7o) an dem äußeren Umfang des Preßgliedes (68) angebracht wird, um mit diesem eine Einheit zu bilden, daß diese Einheit in den Zylinderkörper eingefügt und eingepaßt wird, daß das Preßglied (68) mit seinem vorderen Ende in den Flanschteil der vorderen Trennplatte (62) eingesetzt wird, und daß die hintere Trennplatte (63) an dem Zylinderkörper (61) befestigt wird.

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