DE2519690A1 - Geraeuschdaempfer - Google Patents

Description

Patentanwalt 2 5 1 9 6 9 Q Dipl.-ing.K.WaHher

1 BERLIN 19

^Nr iBoüva«**« 9

Tel. 3044285

W/Vh-3109 30.4.75

General Motors Corporation, Detroit, Mich., V.St.A.

Geräuschdämpfer

Die Erfindung bezieht sich auf einen Geräuschdämpfer, bestehend aus einem äusseren Rohr, einem beidseitig offenen inneren, einen inneren Strömungsweg begrenzenden Rohr, einem Deckel, der am einen Ende die beiden Rohre unter Bilden einer Kammer verbindet und einem zwischen beiden Rohren angeordneten schraubenförmigen Leitblech, das zwischen seinen Enden

einen äusseren Ströraungsweg bestimmt, der länger ist als der innere Strömungsweg. \

Ein derartig', aufgebauter Geräuschdämpfer ist

beispielsweise durch die US-PS 2 185 489 bekannt. Es erfolgt ^! hierbei durch die Anordnung von Strömungswegen unterschiedlicher Länge ein Ausdämpfen von Geräuschen durch Interferenz, indem

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, ein Wellenberg im einen Strömungsweg mit einem Wellental im anderen Strömungsweg bei der Wiedervereinigung zusammentreffen.

, Um einen weiten Bereich von Frequenzen ausdampfen zu können, ist es bisher nötig, mehrere in Reihe geschaltete Abschnitte vorzusehen, wobei in jedem Abschnitt eine Abstimmung auf eine besondere E'requenz erforderlich ist. Es ergeben sich hierdurch grosse Abmessungen und ein erheblicher Aufwand an Bauteilen. Ferner gibt es Fahrzeuge, die mit im wesentlichen konstanter Antriebsmaschinendrehzahl betrieben werden, wie beispielsweise Schneefahrzeuge, Zugmaschinen u.dgl., wobei die Drehzahlen sich in einem Bereich von 5500 bis 6500 U/min bewegen. Bei derartigen Fahrzeugen ist es vorteilhaft, die Abgasanlage so auszubilden, dass ausser der Geräuschdämpfung auch ein gutes Ausspülen der Abgase aus der B2?ennkraftraas chine erfolgt, wobei ein weiter Bereich von Frequenzen für die

j Geräuschdämpfung anzustreben ist. Ferner erfordern derartige Fahrzeuge einen sehr gedrängten Aufbau.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

{ Geräuschdämpfer der eingangs erwähnten Art so weiter auszuge-

! stalten, dass bei einfachem Aufbau die Dämpfung über einen weiten Bereich von Frequenzen erreicht wird und zugleich das

; Ausspülen der Abgase der Brennkraftmaschine unterstützt wird.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der äussere Strömungsweg einen Einlass an der Kammerund einen Auslass am Auslass des inneren Rohres hat und

das innere Rohr am einen Ende im Bereich der Kammer eine Mehrzahl von Löchern aufweist, die die Verteilung der Abgase auf die beiden Strömungswege so bewirken, dass der Übertritt unter Verringerung der Turbulenzgeräusche erfolgt, und dass das innere Rohr zwischen den Löchern und seinem anderen Ende undurchlässig ist, um Druckverluste in den durchströmenden Abgasen klein zu halten.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist

vorgesehen, dass die Löcher einen GesamtdurchstrÖa-Querschnitt am Einlass des äusseren Strömungsweges aufweisen, der im wesentlichen dem Gesamtdurchströmquerschnitt des inneren Strömungsweges entspricht, und eine ungedrosselte Verbindung gestatten. Durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung wird eine verbesserte Dämpfung über einen weiten Frequenzbereich erzielt, ohne dass'wie bisher eine Mehrzahl von besonderen Interferenz-Geräuschdämpfern erforderlich ist. Die erfindungsgemässe Ausgestaltung gestattet eine wesentliche Verringerung von notwendigen Einzelteilen, wodurch die Herstellung vereinfacht und wesentlich verbilligt wird,sowie die St-öranfälligkeit herabgesetzt ist. Wesentlich ist auch, dass die Turbulenzge-

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r aus ehe "beim !Durchs tr om der Abgase herabgesetzt werden.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung, bei der das innere Rohr sich über die gesamte Länge des äusseren Rohrs erstreckt, ist vorgesehen, dass die Löcher am Einlass des äusseren Strömungsweges im wesentlichen gleich grossen Durchströmquerschnitt wie das innere Rohr haben und dass das innere Rohr einen zweiten Satz von Löchern stromab der ersten Löbher enthält, die den Auslass des inneren Strömungsweges bestimmen und einen Durchströmquerschnitt haben₉ der im wesentlichen dem des inneren und dem des äusseren Strömungsweges entspricht.

Bei einer anderen Ausführungsform, bei der das äusserf. Rohr beidseitig mit eine Öffnung enthaltendem Deckelnverschlossen ist, ist vorgesehen, dass das innere Rohr in den Öffnungen der Deckel abgestützt mit Stutzen nach aussen tritt und dort mit Leitungen einer Abgasanlage eines Fahrzeugs verbindbar ist, und dass das innere Rohr an der Aussenflache das schraubenförmige Leitblech trägt und der Gesamtdurchströmquerschnitt der Löcher im inneren Rohr im wesentlichen dem des inneren Rohres entspricht.

Bei einer v/eiteren Ausführungsform der Erfindung bei der das äussere Rohr an seinem Ende durch ebene Deckel mit einer Öffnung zur Aufnahme eines durchgehenden Rohres verschlossen ist, und das den äusseren Strömungsweg bestimmende

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schraubenförmige Leitblech gegen die Deckel anliegt und der Einlass zum äusseren Strömungsweg zwischen den beiden ersten Windungen des Leitbleches liegt, ist vorgesehen, dass die Löhher in mehreren Reihen am inneren Rohr vorgesehen sind, von denen mindestens die eine zwischen dem Deckel und der ersten Windung des Leitbleches und die anderen Reihen zwischen der ersten und der zw^eten Windung des Leitbleches liegen, und der Gesamtdurchströmquerschnitt der Löcher im wesentlichen dem des inneren Rohres entspricht, und dass am Auslass des äusseren Strömungsweges in axialem Abstand von den Reihen der Löcher ein zweiter Satz von Löchern vorgesehen ist, die den Auslass des inneren Strömungsweges bestimmen, und alle Löcher die Verbindung zwischen beiden Strömungswegen so bewirken, dass eine vorgegebene Interferenz-Geräuschdämpfung im Strom durch das innere Rohr eintritt.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass ein äusseres rohrförmiges Gehäuae mit Deckeln verschlossen in einer abgedichteten Kammer am einen Ende einen ersten Interferenz-Geräuschdämpfer enthält, der ein beidseitig offenes Rohr mit einem auyserhalb des Gehäuses liegenden Einlass und einem neben der Mitte der Kammer liegenden Auslass aufweist, und ein zweiter Interferenz-Geräuschdämpfer koaxial zum ersten Rohr ein zweites beidseitig offenes Rohr enthält, dessen Einlass koaxial zum Auslass des ersten Rohres

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in Abstand von diesem liegt und. dessen Auslass sich ausserhalb des Gehäuses befindet, wobei die Länge des ersten Rohres so

te
gewählt ist, dass eine reflektier «κάβε Welle von der Kammer zur Brennkraftmaschinen-Auslassöffnung eintritt, die einen negativen, das Ausspülen der Abgase unterstützenden Druckimpuls bewirkt, und im ersten Interierenz-Geräuschdämpfer ein erster Bereich von Frequenzen ausgedampft wird, während im zweiten Interferenz—^Geräuschdämpfer ein zweiter Bereich von Frequenzen ausgedämpft wird, und wobei der erste Interferenz-Geräusch- ; dämpfer ein schraubenförmiges Leitblech zur Begrenzung des \ äusseren Strömungsweges aufweist, der über mehrere Löcher am ; Einlass des inneren Rohres mit dessen Inneren in Verbindung

steht, um die Kammer im Gehäuse mit dem Inneren des ersten ! Rohres zur Erhöhung des negativen Druckimpulses zu verbinden.

Hierbei ist es zweckmässig, wenn die Löcher im , ersten Rohr einen Durchströmquerschnitt haben, der im wesentlichen dem des ersten Rohres entspricht und wenn in dem zweiten Rohr neben dem benachbarten Deckel des Gehäuses mehrere Löhfaer vorgesehen sind, deren Gesamtdurchströmquerschnitt im wesentlichen dem des zweiten Rohres gleich ist und wenn der zweite Interferenz-Geräuschdämpfer ein zweites das zweite Rohr umgebendes Leitblech zur Bildung eines äusseren Strömungsweges auf-

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weist, der in der Kammer im Gehäuse einen Einlass neben dem Einlass des zweiten Rohres hat, wodurch ein zweiter Bereich von Frequenzen ausgedämpft wird»

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Geräuschdämpfer,

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1 in grösserem Maßstabe,

Fig. 3 ein Schaubild der Dämpfungskurve des

Geräuschäämpfers nach den Fig. 1 und 2,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 einen Querschnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 5,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 8 einen Querschnitt nach der Linie 8-8 in Fig. 7 in Richtung der Pfeile gesehen,

Fig. 9 einen Querschnitt nach der Linie 9-9 in Fig. 7 und

Fig.10 einen Längsschnitt durch eine fünfte Ausführungsform der Erfindung.

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Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 hat ein Geräuschdämpfer 10 ein äusseres Gehäuse 12, das beiderseits

! durch konische Deckel 14 und 16 verschlossen ist. Am Einlassende des Gehäuses 12 im Bereich des Deckels 14 ist ein erster Interferenz-Geräuschdämpfer 18 angeordnet. Dieser besteht aus einem Rohr 20 mit offenen Enden, dessen Einlass 22 mit einem Auspuffrohr einer Brennkraftmaschine verbunden ist. Ein Kragen

'. 24 des konischen Deckels 14 umschliesst das Rohr 20 am Einlassende 22, wobei eine Abdichtung durch eine Schweissnaht 26 vorgenommen ist.

j Der Auslass 28 des Rohres 20 liegt unmittelbar

stromaufwärts einer offenen Kammer 30 im Gehäuse 12, welche

ι stromaufwärts des Einlasses eines zweiten Interferenz-Geräusch-, dämpfers 32 liegt. Der zweite Interferenz-Geräuschdämpfer 32 liegt zwischen der Kammer 30 und dem stromabwärtigen Deckel

ι und besteht aus einem beiderseitig offenen Rohr 34, das kleineren Durchmesser als das Rohr 20 hat, jedoch zu diesem koaxial angeordnet ist. Das Rohr 34 hat einen Einlass 36, der zum

: Auslass 28 des Rohres 20 ausgerichtet liegt, und einen Auslass 38, der mit einem Auspuffrohr eines Fahrzeugs verbunden werden

ι kann. Das Auslassende 38 des Rohres 34 ist in einem Kragen 40 des konischen Deckels 16 abgestützt, wobei die Abdichtung eben-

_; falls durch eine Schweissnaht 42 vorgenommen ist.

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Die Länge des Rohres 20 ist so gewählt, dass
ein reflektierter negativer Puls zum Einlasskasten der Brennkraftmaschine eintritt, um ein Ausspülen der Abgase zu unterstützen. Das Rohr 20 trägt ferner ein schraubenförmiges Leitblech 44 am Aussenmantel, das mit einer inneren Kante gegen
den Mantel des Rohres 20 und mit einer äusseren Kante 48 gegen
die Innenwandung des Gehäuses 12 anliegt. Das Leitblech 44
hat einen Einlass 50 in Verbindung mit einer Kammer 52 im
Bereich des Deckels 14 und einen Auslass 54 zur Kammer 30. j

Das schraubenförmige Leitblech 44 bestimmt einen verlängerten :

Strömungsweg 56, der sich spiralig längs der Mantelfläche des \ Rohres 20 erstreckt und eine grössere Länge als das Rohr 20

aufweist. \

i Der erste Interferenz-Geräuschdämpfer 18 weist

ferner einen Satz von Löchern 58 in dem Rohr 20 zwischen seinen | Enden im Bereich der Kammer 52 auf. Diese Löcher 58 haben einen \ Gesamtdurchström_Querschnitt, der etwa dem Durchflussquerschnitt des Rohres 20 entspricht,und dienen als Einlass zu dem ver-

längerten Strömungsweg 56 längs des Leitblechs 44. In Überein- j

d i

Stimmung mit der Theorie der Interferenz-Geräuschämpfer ist :

die Länge des Strömungsweges 56 so gewählt, dass eine Dämpfung ; von Gerauschfrequenzen in einem ersten Bereich in dem durch den ; ersten Interferenz-Geräuschdämpfer 18 strömenden Abgasstrom
eintritt. Diese Geräuschdämpfung erfolgt zusätzlich zu der

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■ durch das Rohr 20 gegebenen Erzeugung eines negativen Spülimpulses an den Auslassöffnungen der Brennkraftmaschine. Der Satz von Löchern 58 ersetzt den bei bekannten Bauarten üblichen Ausschnitt im Rohr, der zur Verbindung der beiden Strömungswege vorgesehen wird. Die Anordnung eines Satzes von Löchern gestattet, dass ein einziges Rohr als Einlass zum Geräuschdämpfer verwendet werden kann und ein gestreckter Verlauf im ersten Interferenz-Geräuschdämpfer 18 gegeben ist. Damit v/erden ¹ zusätzliche Teile entbehrlich. Weiterhin ist der Satz von

, Löchern 58 als Gruppe an einer Stelle angeordnet, in der eine

[ gute Einwirkung zwischen den beiden Strömungswegen 56 und

^; dem Strömungsweg durch das Rohr 20 eintritt, so dass durch

Schwingungen abbauende Interferenz eine verbesserte Dämpfung . erzielt wird, wobei für diese die Länge des längeren Strömungs-

weges 56 und die Länge des Rohres zwischen den Löchern 58 und dem Auslass 28 bestimmend sind. Da kein plötzlicher Spalt ! am Einlass des Strömungsweges 56 vorliegt und der Einlass zum I Rohr 20 in üblicher Weise ausgebildet ist, ergibt sich ein . geringerer Gegendruck. Ferner werden weniger Turbulenzgeräusche j in den zusammenarbeitenden Teilen der Strömungswege 56 und

! durch das Rohr 20 angefacht. Die annähernd gleichen Durchström-, querschnitt in den Löchern 58 und im Rohr 20 bedingen eine verbesserte Dämpfungswirkung.

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Im Ausführungsbeispiel besteht der Satz 58

aus einer ersten Reihe von acht im gleichen Abstand voneinander über den Umfang verteilten Löchern 59 eines Durchmessers von 12,7 mm. Ferner ist eine zweite Reihe von acht im gleichen Abstand voneinander über den Umfang verteilten Löchern 61 eines Durchmessers von ebenfalls 12,7 mm vorgesehen, die jedoch zu den Löchern 59 in Umfangsrichtung gestaffelt liegen. Die Mittellinien der Löcher 59 haben von den Mittellinien der Löcher einen Abstand von 12,7 mm. Das Rohr 20 hat einen Aussendurchmesser von 47,6 mm und ist 254 mm lang. Das Gehäuse 12 hat einen Aussendurchmesser von 114,2 mm. Das Leitblech 44 hat bei einer Höhe von 31,8 mm einen Innendurchmesser von 47,6 mm und eine Steigung von 53,8 mm bei einer Gesamtläne von 190,5 mm.

Bei dieser Ausführungsform ist der zweite Interferenz-Geräuschdämpfer 32 weiterhin gegenüber dem ersten Interferenz-Geräuschdämpfer abgeändert. Er enthält ein zweites

mit
Rohr 60, das radial auswärts jänEEh Abstand zum Rohr 34 liegt.

Auch das Rohr 60 ist beiderseitig offen und erstreckt sich vom Einlass 36 des Rohres 34 bis zu einem Punkt unmittelbar stromatif einer ringförmigen Kammer 62, die vom Deckel 16 begrenzt wird. Die Kammer 62 steht durch einen Satz von Löchern 64 mit dem Innreren des Rohres 34 stromauf von dessen Auslass in Verbindung. Der zweite Interferenz-Geräuschdämpfer 32 enthält

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ein erstes schraubenförmiges Leitblech 66, das sich um den Aussenmantel des Rohres 34 zwischen dessen Einlass 36 bis zur Kammer 62 erstreckt. Mit einer inneren Kante 68 liegt das Leitblech 66 gegen den Aussenmantel des Rohres 34 an, während eine äussere Kante 70 gegen die Innenfläche des Rohres 60 anliegt. Es wird hierdurch ein verlängerter schraubenförmiger Strömungsweg 72 vom Einlass 36 des Rohres 34 zur Kammer 62 gebildet. Ferner enthält der zweite Interferenz-Geräuschdämpfer 32 ein äusseren Leitblech 73» das ebenfalls schraubenförmig ausgebildet ist und sich zwischen dem Aussenmantel des Rohres 60 zwischen dessen Einlass 74 zum Auslass 76 zur Kammer 62 ; erstreckt. Das Leitblech hat eine innere Kante 78, die gegen ; den Aussenmantel des Rohres 60 anliegt, und eine äussere Kante 80, die gegen die Innenwand des Gehäuses 12 anliegt, so dass ein verlängerter schraubenförmiger Strömungsweg 82 von der Kammer 30 zur Kammer 62 besteht. Die verlängerten Strömungs» wege 72 und 82 des zweiten Interferenz-Geräuschdämpfers dienen dazu, zweite und dritte Bereiche von Geräuschfrequenzen zusätzlich zu der im Stromungsweg 56 des ersten Interferenz- [ Geräuschdämpfers 18 zu dämpfen.

Der Satz von Löchern dient der Verbindung der

; offenen Enden der verlängerten Strömungswege 72 und 82 mit i , dem Auslass des Rohres 34. Wie bei dem stromaufwärtigen ersten ;

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Interferenz-Geräuschdämpfer 18 sind diese Löcher so bemessen, dass eine zügige Verbindung zwischen den Stromungswegen zustande kommt. Vorzugsweise haben die Löcher einen Durchstromquerschnitt, der mindestens dem Strömungsquerschnitt durch das Rohr 34 gleichkommt. Im Ausführungsbeispiel besteht der Satz aus Löchern 64 aus einer ersten Reihe von acht Löchern 84^ die mit gleichem Abstand voneinander über den Umfang verteilt sind und einen Durchmesser von 9,65 mm haben. Ferner ist eine zweite Reihe von acht Löchern 86 vorgesehen, die ebenfalls gleichmassig über den Umfang verteilt sind und einen Durchmesser von 9,65 mm aufweisen. Die Löcher 86 sind in Umfangsrichtung zu den Löchern 84 gestaffelt angeordnet, wobei die Mittellinien der Löcher 84 und 86 einen Abstand von 12,7 mm aufweisen. Der Satz von Löchern 84 liegt an einer Stelle, bei der bei üblicher Ausbildung ein offener Spalt im Rohr 34 vorgesehen wäre, um die Verbindung zwischen den Strömungswegen herzustellen. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung eines Satzes von Löchern kann ein einziges Rohr 34 für den kürzeren Strömungsweg des Interferenz-Geräuschdämpfers verwendet werden, das zugleich den Anschluss eines Auspuffrohres des Fahrzeugs gestattet. Es werden hierdurch v/eitere zusätzliche Teile vermieden. Der Satz von Löchern 64 ist so angeordnet, dass durch Interferenz in bekannter Weise eine gute Dämpfung eintritt, jedoch unter ;

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Verringerung des Gegendruckes im Geräuschdämpfer und unter

^; Vermeidung von Turbulenzgeräuschen beim Durchfluss der Abgase. Demzufolge können für die inneren Rohre kleinere Durchmesser verwendet werden, wodurch ein gedrängter Aufbau des Geräuschdämpfers ermöglicht ist.

In dem zweiten Interferenz-Geräuschdämpfer 32 ist

j bei einer Ausführungsform das Rohr 60 mit einem Durchmesser von 34,9 mm und einer Länge von 406 mm ausgebildet. Das innere

; Leitblech 66 hat eine Länge von 216 mm und eine Höhe von 15,5 mm und einen Innendurchmesser von 34,9 mm. Die Steigung

; beträgt 38,2 mm. Das äussere Leitblech 73 ist ebenfalls 216 mm lang und hat eine Höhe von 21,8 mm bei einen Innendurchmesser

! von 66,6 mm. Die Steigung betragt hier 29,6 mm.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispiel eines Geräuschdämpfers ergibt sich eine verbesserte Dämpfung über einen breiten Bereich von Frequenzen, wie dies Fig. 3 ausweist. Die Dämpfungskurve ist an einem Punkt 25,4 mm vom der Schweissnaht aus Auslassende aufgenommen. Es zeigt eine Dämpfung in ; Decibel zwischen -10 bis +40 bei einem Frequenzbereich von ; 50 bis 350 Hertz.

Eine zweite AusfUhrungsform eines Geräuschdämpfers ; 90 ist in Fig. 4 veranschaulicht. Dieser besteht aus einem

J äusseren Rohr 92, dessen Enden durch konische Deckel 94 und 96

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verschlossen sind. Die Deckel haben Kragen 98 bzw. 100, in denen ein inneres Rohr 102 abgestützt ist, so dass dieses mit radialem Abstand vom äusseren Rohr konzentrisch zu diesem liegt. Das Rohr 102 hat ausserhalb der Deckel Sk und 96 Stutzen 104 und 106, die die A^erbindung mit der Abgasanlage eim-:r Brennkraftmaschine ermöglichen.

Am Aussenmantel des inneren Rohres 102 ist ein schraubenförmiges Leitblech 108 abgestutzt, das sich bis zur Innenfläche des äusseren Rohres 92 erstreckt. Es wird hierdurch ein schraubenförmiger Strömungsweg 110 mit einem Einlass 112 und einem Auslass 114 gebildet.

Im Ausf"hrungsbeispiel ist der Stromungsquerschnitt des Strömungsweges 110 im wesentlichen dem Strömungsquerschnitt durch das innere Rohr 102 gleich. Wie bei dem ersten Ausf 'hrungsbeisoiel ist ein erster Satz von Löchern im inneren Rohr 102 am Einlass 112 des verlängerten Strömungsweges 110 gebildet. Der Satz von Löchern 116 hat einen ^trömungsquerschnitt, der im wesentlichen dem Strömungsquerschnitt durch das innere Rohr 102 gleichkommt und stellt eine im wesentlichen drosselfreie Vefbindung zwischen den beiden Strömungswegen dar.

Das innere Rohr 102 enthält ferner einen zweiten Satz von Löchern 118, die an einer Stelle stromabwärts der

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-16-I mittleren Länge zwischen den Deckeln 112 und 114 liegen. Die

! Löcher 118 haben einen Gesamtdurchström-Querschnitt, der dem Durchströmquerschnitt des inneren Rohres 102 im wesentlichen ! gleich ist, und stellen eine ungedrosselte Verbindung zu ¹ einem mittleren Punkt 120 des schraubenförmigen Strömungsweges i 110 her, der den Auslass eines ersten Teiles dieses Strömungsi weges 110 bildet, dessen Länge grosser als der Strömungsweg ; durch das innere Rohr 102 zwischen den Löchern 116 und 118 ist, so dass ein erster Bereich von Frequenzen durch Interferenz ausdämpfbar ist.

Die in Abstand voneinander liegenden Löcher 116 j und 118 dienen daher zur Verbindung von ersten und zweiten

Strömungswegen, ohne dass der Durchstrom der Abgase durch das ! innere Rohr 102 gedrosselt wird. Die Dämpfung erfolgt ohne , wesentliche Änderungen der Abgasströmung durch das Rohr 102, ι so dass ein Druckabfall auf dem Dämpfungsweg kleingehalten wird.

Das innere Rohr 102 weis© einen dritten Satz von Löchern 122 neben dem Auslass 114 des Leitbleches 108 auf, , wobei diese Löcher einen Gesamtdurchstrom-Querschnitt haben, i der im wesentlichen dem Durchströmquerschnitt des inneren Rohres 102 entspricht. Der Satz von Löchern 122 arbeitet mit dem Satz von Löchern 118 zusammen, so dass ein zweiter Strömungsweg durch das innere Rohr 102 entsteht, der kürzer ist als ein

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zweiter Strömungsweg vom Punkt 120 des schraubenförmigen Strömungsweges 110 zum Auslass 114, so dass eine Dämpfung eines weiten Bereichs von Frequenzen durch Interferenz erreicht wird, obwohl nur ein einziges durchgehendes inneres Rohr vorgesehen ist. Bei dieser Bauart sind alle Hohlräume innerhalb der Sätze von Löchern 116, 118 und 122 in gleicher I'.'eise ausgebildet wie bei den Sätzen 58 und 64 der ersten Ausführungsform, wobei die Anordnung und der Versatz der Löcher eine ungedrosselte Verbindung zwischen dem inneren Rohr 102 und dem schraubenförmigen Str ..mungsweg 110 ergeben, ohne dass ein plötzlicher Einlass in die einzelnen Strömungswege erfolgt, wie dies bei bekannten Bauarten der Fall ist.

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 5 und 6 veranschaulicht. Ein Geräuschdämpfer 124 besteht aus einem äusseren Rohr 126, dessen offene Enden durch ebene Deckel 128 und 130 verschlossen sind. Bei dieser Ausfiihrungsform ist ein Satz 132 von Löchern an einem inneren Rohr 134 neben dem ebenen Deckel 128 einwärts des äusseren Rohres 126 vorgesehen. Der Aussenmantel des inneren Rohres 134 ist von einem schraubenförmigen Leitblech 136 umgeben, dessen Aussenkante gegen die Innenwand des äusseren Rohres 126 anliegt, so dass ein schraubenförmiger Strömungsweg 138 gebildet wird. Der Satz 132 aus Löchern besteht aus vier über den Umfang

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verteilten Reihen von Löchern. Die erste Reihe 140 liegt vor dem Einlass 141 des Leitbleches 136, das zur leichteren Montage gegen den ebenen Deckel 128 anliegt. Eine Reihe 142 von Löchern wird von der ersten Windung 144 des Leitbleches 136 geschnitten, während zwei v/eitere Reihen 146 und 148 in dem verlängerten Strümungsweg 138 hinter der ersten Windung 144, aber vor der zweiten Windung 150, liegen. Über diese Löcher erfolgt eine Verbindung zwischen dem Strömungsweg 138 und dem durch das innere Rohr 134 in ähnlicher Weise wie bei der Ausf'ohrungsform nach Fig. 4, um zwischen den beiden Enden des , Geräuschdämpfer eine Frequenzdämpfung durch Interferenz in ι einem weiten Bereich zu ermöglichen. Die einander entgegengesetzten Enden 152,154 des inneren Rohres 134 sind in Kragen 156 bzw. 158 in den Deckeln 128 bzw. 150 abgestützt und erstrecken sich nach aussen, um die Verbindung mit der Abgasanlage zu ermöglichen.

Bei einer weiteren Ausführungsform genoss den j Fig«, 7 bis 9 enthält ein Geräuschdämpfer 210 ein äusseres Gehäuse 212 mit durch konische Deckel 214 und 216 verschlossenen Enden. In dem Gehäuse 212 ist im mittleren Bereich eine Kammer ; 218 gebildet, vor der stromaufwärts ein erster Interferenz-Geräuschdämpfer 220 und auf der stromabwärtigen Seite ein

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zweiter Interferenz-GerUuschdämpfer 222 angeordnet sind. Der erste Interferenz-Gerüuschdämpfer 220 hat ein beidseitig offenes Rohr 223 mit einem Einlass 224, der zentral in einem Kragen 226 des Deckels 214 gehalten ist. Die Abdichtung wird im Bereich des Kragens 226 durch eine Schweissnaht 228 zv/ischen dem Kragen und dem Aussenmantel des Einlasses 224 gebildet. Das Einlassende 224 des Rohres 223 ist mit der Abgasleitung einer Brennkraftmaschine verbunden, während das Auslassende 230 des Rohres in die Kammer 218 mündet.

Das Rohr 223 hat einen Aussendurchmesser, der wesentlich kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses ist, so dass zwischen beiden ein ringförmiger Strömungsweg 232 gebildet ist. In diesem ist ein schraubenförmiges Leitblech 234 angeordnet, dessen Einlass 236 unmittelbar stromabwärts des konischen Deckels 214 liegt, und dessen Auslass 238 im Bereich des Auslasses 250 des Rohres 223 in die Kammer 218 mündet.

Der Interferenz-Geräuschdömpfer 220 enthält ferner zwei Reihen von Löchern 240 im Rohr 223 unmittelbar stromabwärts des Einlasses 226, um den Innenraum des Rohres mit einer Ringkammer 242 im Deckel 214 unmittelbar vor dem Einlass 236 des Leitbleches 234 zu verbinden. Wie die Fig. und 8 zeigen, enthält der Satz 240 von Löchern eine erste Reihe ^;

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von Löchern 244 und eine zweite Reihe von Löchern 246. Es sind acht Löcher 244 vorgesehen, die einen Durchmesser von 12,7 mm haben. Die Löcher 244 sind gleichmässig über den Umfang verteilt und in axialer Richtung zu den Löchern 246 gestaffelt,

im von denen ebenfalls acht vorgesehen sind, die/gTeichen Abstand voneinander angeordnet einen Durchmesser von 12,7 mm aufweisen. Der Gesamtdurchström-Querschnitt der Löcher des Satzes 240 entspricht etwa dem Strömungsquerschnitt durch das Rohr 223, das bei einer Ausführungsform einen Durchmesser von 47, 6 mm hat. Das Leitblech 234 hat eine Höhe von 28,7 mm, eine Steigung von 58,2 mm und einen Innendurchmesser von 47,6 mm.

Der Auslass 230 des Rohres 223 und der Auslass des Leitbleches 234 sind durch die Kammer 218 mit Abstand von dem Einlass 248 eines zweiten Rohres 250 und dem Einlass 252 eines zweiten schraubenförmigen Leitbleches 254 getrennt, die Teile des zweiten Interferenz-Geräuschdämpfers sind. Im Ausführungsbeispiel-ist das zweite Rohr 250 koaxial zum ersten Rohr 223 angeordnet und hat ein Auslassende 256, das aus dem Gehäuse 212 zentral in einem Kragen 258 des konischen Deckels 216 abgestützt herausgeführt ist. Der Kragen 258 ist zum Aussenmantel des Rohres 250 durch eine Schweissnaht 260 abgedichtet. Ferner hat das Rohr 250 einen kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des Gehäuses 212, so dass

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ein zweiter schraubenförmiger Strömungsweg 262 gebildet ist. Das Leitblech 254 liegt in diesem äusseren Strömungsweg 262 und ist schraubenförmig ausgebildet. Sein Auslass 264 liegt unmittelbar stromauf einer ringförmigen Kammer 266 im konischen Deckel 216. Der zweite Interferenzfe-Geräuschdämpfer 222 enthält einen Satz von Löchern 268, bestehend aus einer ersten Reihe von Löchern 270 und einer zweiten Reihe von Löchern 272, durch die das Innere des Rohres 250 mit der Ringkammer 266 verbunden wird. Bei der Ausfnhrungsform gemäss den Fig. 7 bis 9 sind acht Löcher 270 vorgesehen, die gleichmassig über den Umfang verteilt sind und einen Durchmesser von 11,4 mm aufweisen. Die Löcher 272 sind in axialer Richtung gestaffelt zu den Löchern 270 angeordnet, wobei ebenfalls acht gleichmässig über den Umfang verteilte Löcher vorgesehen sind, die einen Durchmesser von 11,4 mm haben. Das Leitblech 254 hat eine Höhe von 35,3 mm und einen Innendurchmesser von 38,1 mm, der dem Aussendurchmesser des Rohres 250 entspricht. Das Leitblech 254 hat ferner eine Steigung von 50,8 mm. Die beschriebene Anordnung ergibt einen gedrängt bauenden Geräuschdämpfer, der einen weiten Bereich von Frequenzen in den Abgasen von Brennkraftmaschinen zu dämpfen imstande ist.

Ferner ist die Länge des Rohres 223 so gewählt, j dass ein rückwärts gerichteter Druckimpuls in der Abgasanlage

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des Fahrzeugs entsteht, durch die ein negativer Druckimpuls an den Auslassöffnungen der Brennkraftmaschine auftritt, der den Gegendruck an der Brennkraftmaschine verringert und das Ausspülen der Abgase unterstützt. Der StrömungsqHerschnitt der Löcher 240 und die Länge des Leitbleches 234 sind so gewählt, dass eine Dämpfung durch Interferenz f.Ir einen ersten Frequenzbereich eintritt. Das zweite Rohr 250 und die Löcher 268 sowie das Leitblech 254 bewirken dagegen die FrequenzdUmpfung in einem zweiten Bereich. Der Satz von Löchern 240 im Rohr 223 steht mit dem einen Ende des äusseren Strömungsweges 232 in Verbindung, der in der Kammer 218 in den ersten Strömungsweg mündet. Dies ergibt einen zweiten reflektierten Impuls, der den negativen Impuls, der durch das Rohr 22J5 bedingt ist, verstärkt, so dass eine weitere Verbesserung der Spülwirkung an den Auslassöffnungen der Brennkraftmaschine erfolgt, die an das Einlassende 224 angeschlossen sind.

Die Ausführungsform nach den Fig. 7 bis 9 ist vorwiegend für Fahrzeuge bestimmt, die mit Brennkraftmaschinen konstanter Drehzahlbereiche arbeiten, beispielsweise Schneefahrzeuge, Zugmaschinen u.dgl. Die Drehzahlen liegen hierbei bei 5500 bis 6500 U/min. Die beschriebene AusfOhrungsform gibt eine gute Spülung am Brennkraftmaschinenauslass bei diesen Drehzahlen., Das Rohr 223 dient zusammen mit dem Leit-

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blech 234 sowohl der Dämpfung der Geräusche als auch der Bildung des negativen Druckimpulses zur Unterstützung der Spülung. Diese vereinte Wirkung verringert die Gesamtlänge des Geräuschdämpfer gegenüber bisher bekannten Bauarten, die beide Funktionen auszuführen imstande sind. Die Kammer 218 zv-ischen den beiden Interferenz-Geröuschdämpfern 220 und verringert Turbulenzgerdusche beim Durchstrom des Geräuschdämpfers. Die beiden Interferenz-Geräuschdämpfer haben eine kombinierte Dämpfungswirkung, so dass diese Anordnung besonders fr Abgasanlagen von Brennkraftmaschinen geeignet sind und vorzugsweise solche, die im Zweitaktbetrieb laufen.

Eine fünfte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 10 dargestellt. Es ist dort ein äusseres Gehäuse 274 vorgesehen, das durch zv;ei konische Deckel 276 und 278 an beiden Enden verschlossen ist. Wie bei der ersten Ausführungsform ist ein erster Interferenz-Geräuschd:".mpfer 277 am Einlassende des Gehäuses 274 neben dem Deckel 276 angeordnet. Dieser besteht aus einem beidseitig offenen Rohr 280, dessen Einlass mit einem Abgasrohr der Brennkraftmaschine verbunden werden kann. Ein Kragen 284 des konischen Deckels 276 umschliesst den äusseren Mantel des Rohres 280 am Einlassende 282, wo durch eine Schweissnaht 286 eine Abdichtung bewirkt ist.

Der Auslass 288 des Rohres 280 liegt unmittelbar stromabworts einer Kammer 290 im Gehäuse 274, die stromaufwärts

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des Einlasses eines zweiten Interferenz-Geräuschdämpfers 292 liegt, der im Gehäuse 274 stromaufwärts des anderen Deckels angeordnet ist. Der zweite Interferenz-Geräuschd^mpfer 292 besteht aus einem beidseitig offenen Rohr 294 kleineren Durchmessers als das Rohr 280, das koaxial zu letzterem liegt. Sein Einlass 296 liegt ausgerichtet zum Auslass 288 des Rohres 280 und sein Auslass 298 kann mit einer Abgasleitung eines ι Fahrzeugs verbunden werden. Der Auslass 298 ist in einem Kragen 300 des konischen Deckels 278 abgestutzt und durch eine Schweissnaht 302 abgedichtet.

Wie bei der ersten Ausführungsform ist die Länge des Rohres 280 so gewählt, dass ein reflektierter negativer Druckimpuls zum Einlasskasten der Brennkraftmaschine auftritt,

■ um die Brenngase auszuspülen. Das Rohr 280 trägt ferner ein

j schraubenförmiges Leitblech 304, das mit einer inneren Kante

: .206 gegen dfe aus sere Mantelfläche des Rohres 280 und mit

einer äusseren Kante 308 gegen die Innenfläche des Gehäuses ' anliegt. Das Leitblech 304 hat einen Einlass 310, der in

Verbindung mit einer ringförmigen Kammer 312 im Deckel 276

! steht und einen Auslass 314, der in die Kammer 290 mündet. ,

■ Das schraubenförmige Leitblech 308 bildet einen verlängerten , Strömungsweg 316 rings um das Rohr 280, dessen Länge grosser

j als die Länge des Rohres zwischen dem Einlass 310 und dem !

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Auslass 314 des Leitbleches 304 ist. In dem Rohr 280 ist ein Satz von Löchern 318 im Bereich der Kammer 312 vorgesehen, die im wesentlichen einen gleichgrossen Durchströmquerschnitt ■wie das Rohr 280 haben und die Verbindung zu dem verlängerten Strömungsweg 316 herstellen. Entsprechend der Theorie der Interferenz-Geräuschdämpfung ist die Länge des Strömungsweges _; 316 so gewählt, dass eine Dämpfung eines ersten Frequenzbereiches in den Abgasstrom beim Durchtritt durch den ersten '

Interferenz-Geräuschdämpfer 277 bewirkt wird. Zusätzlich zu. ι der Geräuschdämpfung ergibt sich durch die Abstimmung des j

Rohres 280 der gewünschte Spüleffekt an den Auslassöffnungen der Brennkraftmaschine. I

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist

der zweite Interferenz-Geräuschdämpfer 292 in ähnlicher Weise i wie beim ersten Ausfuhrungsbeispiel abgewandelt. Er besteht j somit aus einem zweiten Rohr 320, das radial auswärts mit Abstand von dem' Rohr 294 angeordnet ist. Das beidseitig offene ι Rohr 320 erstreckt sich vom stromaufwärtigen Einlass 296

ι des Rohres 294 zu einem Punkt unmittelbar stromaufwärts einer i Ringkammer 322 im Deckel 278. Die Ringkammer 322 steht über j einen Satz von Löchern 324, der dem Satz von Löchern im Interferenz Geräuschdämpfer 222 der Ausführungsform nach Fig. 7 bis 9 entspricht. Der zweite Interferenz-Geräuschdämpfer 292 enthält ein erstes schraubenförmiges Leitblech 326 zwischen

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^: dem Aussenmantel des Rohres 294, gegyen das es mit einer inneren Kante 328 anliegt, und der Innenfläche des Rohres 230,

'■ gegen das es mit der äusseren Kante 330 anliegt. Es erstreckt sich vom Einlass 296 bis zur Ringkammer 322. Es wird hierdurch ein verlängerter schraubenförmiger Strömungsweg 332 vom Einlass 236 des Rohres 294 zur Ringkammer 322 gebildet. Ferner

^; ist ein äusseres Leitblech 333 schraubenförmig ausgebildet vorgesehen und liegt mit einer inneren Kante 338 gegen den Aussenmantel des Rohres 320 und mit Aussenkante 340 gegen die Innenwanding des Gehäuses 292 an. Es wird somit ein verlängerter schraubenförmiger Strömungsweg 342 gebildet, der sich von der Kammer 290 zur Ringkammer 322 erstreckt. Bei dieser Ausführungsform dienen die verlängerten Strömungswege

. 342 und 352 der Dämpfung dreier unterschiedlicher Bereiche von Frequenzen zusätzlich zu den durch den verlängerten Strömungsweg 116 des ersten Interferenz-Geräuschdämpfers 277 gedämpften Bereichen.

Bei dieser Ausführungsform dienen die Löcher 318

'· der Überbrückung der Kammer 290, um den negativen Druckimpuls, j der durch das Rohr 280 bewirkt wird, zu verteilen, um die Spülwirkung zu verbessern und weniger Turbulenzgeräusche im Bereich

der Löcher 318 und 324 zu erregen.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   ll Geräuschdämpfer, "bestehend aus einem ausseren Rohr, einem beidseitig offenen inneren, einen inneren Strömungsweg begrenzenden Rohr, einem Deckel, der am einen Ende die beiden Rohre unter Bilden einer Kammer verbindet und einem zwischen beiden Rohren angeordneten schraubenförmigen Leitblech, das zwischen seinen Enden einen ausseren Strömungsweg bestimmt, der langer als der innere Strömungsweg ist, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Strömungsweg (56,110,138,232,316) einen Einlass (50,112,141, 236,310) an der Kammer und einen Auslass (54,120,238,314) am Auslass des inneren Rohres (20,102,134,223,280) hat, und das innere Rohr am einen Ende im Bereich der Kammer eine Mehrzahl von Löchern (58,116,132,240,318) aufweist, die die Verteilung der Abgase auf die beiden Strömungswege so bewirken, dass der Übertritt unter Verringerung der Turbulenzgeräusehe erfolgt, und dass das innere Rohr zwischen den Löchern und seinem anderen Ende undurchlässig ist, um Druckverluste in den durchströmenden Abgasen klein zu halten.

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   ι 2. (Geräuschdämpfer nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet, dass die Löcher (58,116,132,240,318) einen Gesamtdurchström-Querschnitt am Einlass des äusseren Strömungs-

   . weges aufweisen, der im wesentlichen dem Gesamtdurchströmquerschnitt des inneren Strömungsweges entspricht, und eine

   _: ungedrosselte Verbindung gestatten.

   ι 3· Geräuschdämpfer nach Anspruch 1, bei dem

   das innere Rohr sich über die gesamte Länge des äusseren Rohrs erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (116, j 132) am Einlass (112,141) des äusseren Strömungsweges (110,138) ' im wesentlichen gleich grossen Durchströmquerschnitt wie das ^!

   innere Rohr (102,134) haben,und dass das innere Rohr einen ^!

   I zweiten Satz von Löchern (118) stromabwärts der ersten Löcher !

   enthält, und diese Löcher den Auslass des inneren Strömungs«- j weges bestimmen und einen Gesamtdruchström-Querschnitt haben, der im wesentlichen dem des inneren und dem des äusseren Strömungsweges entspricht.

   4. Geräuschdämpfer nach Anspruch 1, bei dem das äussere Rohr beidseitig mit eine Öffnung enthaltenden Deckeln verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Rohr (20,34;223,250;280,294) in den Öffnungen der Deckel abgestützt mit Stutzen (22,38; 224,256;282,298) nach aussen tritt und dort mit Leitungen einer Abgasanlage eines Fahrzeugs

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   verbindbar sind, und dass das innere Rohr an der Aussenf lache das schraubenförmige Leitblech (44,66;234,254;304,326) trägt und der Gesamtdurchströmquerschnitt der Löcher im inneren Rohr im wesentlichen dem des inneren Rohres entspricht.

   5. Geräuschdämpfer nach Anspruch 1, bei dem das äussere Rohr an seinen Enden mit ebenen Deckeln mit einer Öffnung zur Aufnahme eines durchgehenden Rohres verschlossen ist, und das den ausseren Strömungsweg bestimmende schraubenförmige Leitblech gegen die Deckel anliegt und der Einlass zum äusseren Strömungsweg zwischen den beiden ersten Windungen des Leitbleches liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher in mehreren Reihen am inneren Rohr (134) vorgesehen sind, von denen mindestens die eine (140) zwischen dem Deckel (128) und der ersten Windung (144) des Leitbleches (136) und die anderen Reihen (142,146,148) zwischen der ersten Windund und ; der zweiten Windung (150) des Leitblechs liegen, und der Gesamtdurchströmquerschnitt der Löcher im wesentlichen dem des inneren Rohres entspricht, und dass am Auslass des äusseren Strömungsweges in axialem Abstand von den Reihen der Löcher ein zweiter Satz von Löchern vorgesehen ist, die den Auslass

   des inneren Strömungsweges bestimmen, und alle Löcher die Verbindung zwischen beiden Strömungswegen so bewirken, dass eine vorgegebene Interferenz-Geräuschdämpfung im Strom durch das innere Rohr eintritt.

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   I 6. Geräuschdämpfer nach Anspruch 1, dadurch

   ι gekennzeichnet, dass ein äusseres rohrförmiges Gehäuse (210, i 274) mit Deckeln (214,216;276,278) verschlossen in einer abge-. dichteten Kammer am einen Ende einen ersten Interferenz-I Geräuschdämpfer (220,277) enthält, der ein beidseitig offenes

   j erstes

   !/Rohr (223,280) mit einem ausserhalb des Gehäuses liegenden

   j Einlass und einem neben der Mitte (218,290) der Kammer liegen-

   ! den Auslass aufweist, und ein zweiter Interferenz-Geräusch- ! dämpfer (22,292) koaxial zum ersten Rohr ein zweites beid-

   I seitig offene-s Rohr (250,294) enthält, dessen Einlass koaxial ' zum Auslass des ersten Rohres in Abstand von diesem liegt und

   dessen Auslass sich ausserhalb des Gehäuses befindet, wobei die Länge des ersten Rohres so gewählt ist, dass eine reflektierte Welle von der Kammer zur Brennkraftmaschinen-Auslassöffnung eintritt, die einen negativen, das Ausspülen der Abgase unterstützenden Druckimpuls bewirkt, und im ersten Interferenz·. Geräuschdämpfer ein erster Bereich von Frequezen ausgedämpft wird, während im zweiten Interferenz—Geräuschdämpfer ein zweiter Bereich von Frequenzen ausgedämpft wird, und wobei der erste Interferenz-Geräuschdämpfer ein schraubenförmiges Leitblech (234,304) zur Begrenzung des äusseren Strömungsweges aufweist, der über mehrere Löcher (240,318) am Einlass des inneren Rohres mit dessen Inneren in Verbindung steht, um die

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   Kammer im Gehäuse mit dem Inneren des ersten Rohres zur Erhöhung des negativen Druckimpulses zu verbinden.

   7. Geräuschdämpfer nach Anspruch 6, dadurch

   gekennzeichnet, dass die Löcher (240,318) im ersten Rohr (230, 288) einen Durchströmquerschnitt haben, der im wesentlichen dem des ersten Rohres entspricht, dass in dem zweiten Rohr (250,294) neben dem benachbarten Deckel (216,278) des Gehäuses mehrere Löcher (268,324) vorgesehen sind, deren Durchströmquerschnitt im wesentlichen dem des zweiten Rohres gleich ist und dass der zweite Interferenz-Geräuschdämpfer ein zweites das zweite Rohr umgebendes Leitblech (254,326) zur Bildung eines äusseren Strömungsweges aufweist, der in der Kammer im Gehäuse einen Einlass (252) neben dem Einlass (248,296) des zweiten Rohres hat, wodurch ein zweiter Bereich von Frequenzen ausgedämpft wird.

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