DE2347066A1 - Schalldaempfer fuer kleine verbrennungsmotoren - Google Patents

Schalldaempfer fuer kleine verbrennungsmotoren

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DE2347066A1
DE2347066A1 DE19732347066 DE2347066A DE2347066A1 DE 2347066 A1 DE2347066 A1 DE 2347066A1 DE 19732347066 DE19732347066 DE 19732347066 DE 2347066 A DE2347066 A DE 2347066A DE 2347066 A1 DE2347066 A1 DE 2347066A1
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baffle plate
inlet opening
silencer according
damping chamber
side walls
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Julian Simon Pawlina
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Original Assignee
Tecumseh Products Co
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Description

BLUMBACH · WESER · BERBEN & KRAMER ?nRR
PATENTANWÄLTE IN WIESBADEN UND MÜNCHEN £. O H I U O Q
DIPL -ING. P. G. BLUMBACH · DIPL.-PHYS. Dr. W. WESER*· DIPL.-ING. DR. JUR. P. BERGE« DIPL.-ING. R. KRAMER
62 WIESBADEN · SONNENBERGER STRASSE 43 · TEL. (06121) 562943, 561?93 MÖNCHEN
Tecumseh Products Company
Tecumseh, Michigan, V.St.A.
Schalldämpfer für klejne Verbrennungsmotoren
Die Erfindung bezieht sich auf Schalldämpfer für Verbrennungsmotoren und insbesondere auf Schalldämpfer für kleine-derartige Motoren, wie sie ,beispielsweise für Rasenmäher, Schneebläser» Gartentrecker u. dgl. verwendet werden.
Es gehört zur Aufgabe dieser Erfindung, einen Schalldämpfer für kleine Verbrennungsmotoren vorzusehen, der eine verbesserte Schaildämpfungscharakteristik und einen reduzierten Rückstoß aufweist, einfach im Aufbau ist und aus einer kleinen. Anzahl von teilen besteht sowie wirtschaftlich hergestellt und montiert werden kann.
Die Lösung der gestellten Aufgabe sowie die Aufzeigung von Merkmalen und Vorteilen ist der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen zu entnehmen. Die Beschreibung eines Ausfübrungsbeispiels erfolgt
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anhand der beigefügten Zeichnungen. Es zeigt:
Fig. 1 ■ die isometrische Ansicht des Schalldämpfers;
Fig. 2 die Draufsicht auf den Schalldämpfer nach Fig. 1, teilweise aufgebrochen;
Fig. 3 die Seitenansicht des Schalldämpfers nach Fig. 1;
Fig. 4 den senkrechten Schnitt der Fig. 2 auf der Linie 4-4 mit angedeuteter Anordnung an einem Motor;
Fig. 5 die vergrößerte isometrische Ansicht der auseinandergezogenen Teile des Schalldämpfers nach Fig.
Mit Fig. 1 bis 4 wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schalldämpfers 10 beschrieben, welcher aus einem Körper 12 und aus einem Deckel 14 besteht, die zwei Gehäusehälften darstellen, welche abgedichtet so verbunden werden, daß im Inneren des Körpers eine Schalldämpfungskammer 16 gebildet wird. Die Ränder des Körperteils 12 und des Deckels 14 sind rundherum nach außen abgebogen und umgeben die Hohlräume in Form von Flanschen 18 und 20 entsprechend (Fig. 4). Dabei wird einer der Flansche (18) beim Verschließen des Schalldämpfergehäuses über den anderen Flansch (20) gebogen und zusammengepresst, so daß die beiden Gehäusehälften 12 und 14 abgedichtet fest zusammengehalten werden.
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Der Körper 12 und der Deckel 14 bilden vorzugsweise rohrförmige einstückige gepresste Profile, wobei der Körper 12 die Bodenwand 22 und der Deckel 14 die Oberwand 23 trägt. Die Seiten des Körpers 12 und des Deckels 14 bilden gemeinsame parallele Seitenwände 24 und 25» die sich längs um den Schalldämpfer 10 herum erstrecken und an den Enden die Endwände 27 und 29 bilden bzw. in diese übergehen.
Die Endwand 27 umschließt die Kammer 16 an einem Ende bogenförmig. In der Nähe der Enwand 27 ist in der Kammer 16 der Teil 22' der Bodenwand 22 mit einer mit einem Flansch umgebenen öffnung 26 versehen, der aus der Bodenwand 22' vorsteht. Mit dem gegenüber der Bodenwand 22 vorstehenden Absatz mit der Bodenwand 22', zu dem eine entsprechende Vertiefung mit dem Teil 23' der Oberwand 23 des Deckels 14 parallel verläuft, wird der Schalldämpfer 10 an der komplementär ausgebildeten Fläche 30 des Blockes eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors befestigt. Der Auslaß für die Abgase befindet sich an der anderen Endwand 29 und wird durch eine Vielzahl von kleinen Öffnungen 32 gebildet, die vorzugsweise in der Körperwand 25 angeordnet sind. Diese Öffnungen können aber auch in der Endwand 29» in der Oberwand 23 oder auch in der Bodenwand angeordnet sein und die Kammer 16 mit der Außenluft verbinden.
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Γ,
Wie Fig. 4 zeigt, wird der Schalldämpfer 10 mit zwei Bolzen 34 an dem Flansch der Ausgangsöffnung des Motorblocks be-'festigt. Die Bolzen 34 erstrecken sich jeder durch ein Paar koaxiale Öffnungen 36, 38 und 36', 38', wobei die Öffnungen 36 und 36' in dem vertieften Teil 23' der Oberwand 23 des Deckels und die öffnungen 38 und 38' in dem erhöhten Teil 22' der Bodenwand 22 angeordnet sind. Die Öffnungen 36, 36* und 38, 38· sind entsprechend mit nach innen gerichteten Randverstärkungen oder Randflanschen 40 und 41 versehen. Dem durch das Anziehen der Bolzen 34 über die Öffnungen 36, 36' und 38, 38' auf die Oberwand 23' und die Bodenwand 22' einwirkenden Druck setzt ein Doppelhülsen-Abstandshalter Widerstand entgegen, dessen Bolzenhülsen 43 und 44 mit einem schmaleren Mittelteil, einem sogenannten Schirm verbunden sind. Dabei werden die Hülsenenden auf die Randflansche 40 und 41 der öffnungen 36, 36' und 38, 38' teleskopartig aufgesetzt, so daß sie die Oberwand 23' und die Bodenwand 22' abstützen. Wie Fig.. 5 zeigt, sind die Bolzenhülsen 43 und 44 fest mit dem bogenförmigen Brücken- oder Mittelteil 46 verbunden, das mit einer Vielzahl von' Öffnungen 48 versehen ist, die einen Schirm oder eine erste Aufprallfläche bilden. Das Brückenteil 46 ist vorzugsweise unmittelbar neben der Eingangsöffnung 26 auf der von der Endwand 27 entfernten Seite angeordnet und so orientiert, daß seine Öffnungen die durchströmenden Abgase auf den Teil 25' der Seitenwand 25 lenken (Fig. 2). -
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Die Kammer 16 ist in vier Dämpfungsräume mittels drei transversale Trennwände aufgeteilt, von denen eine der Abstandshalter 42 ist und die anderen Teile eines einstückigen PreJ.1-' blechs 50 darstellen, das zwischen dem Abstandshalter 42 und den Ausgangsöffnungen 32 gehalten wird. Das Prellblech 50 hat einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt (Fig. 5), den die Schenkelbleche 52 und 54 und das flache Mittelteil 56 bilden, das mit vier Öffnungen 58 für die Aufnahme von Buckelschweißstellen und mit einer Konstruktionsöffnung 60 versehen ist. Der Schenkel 52 ist mit einer Vielzahl von Öffnungen 62 und mit nach innen abgebogenen Seitenkanten 64, 66 versehen, die geeignet sind, gleitbar an' den Wänden der Kammer 16 anzuliegen, in welcher er ein erstes Prellblech bildet. Das zweite Prellblech in der Kammer 16 bildet der Schenkel 54 des Prellblechs 50, der mit einer Vielzahl von schlitzartigen Ausschnitten 68 und ebenfalls mit nach innen abgebogenen Seitenkanten 70, 72 versehen ist. Auch diese Seitenkanten gewährleisten die gleitbare Anordnung zwischen den Seitenwänden der Kammer 16. Beide Schenkel 52-und 54 des Prellblechs 50 erstrecken sich vorzugsweise zwischen den Seitenwänden 22 und 23 des Schalldämpfers 10 und liegen an diese V/ände fest an oder tragen sie wenn das Prellblech 50 eingesetzt ist.
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C' - 6 -
Die Kammer 16 stellt einen Winkelhohlraum mit parallel verlaufenden Wänden 24 und 25 dar, welche die Winkelbogen und 76 aufweisen, die mit dem Prellblech 50 zusammenwirken 'und die Mpntage des Schalldämpfers erleichtern. Nach dem separaten Ausbilden der vier Hauptbestandteile 12, 14, und 50 wird der Schalldämpfer 10 wie folgt zusammengesetzt: Zuerst wird das Prellblech 50 lose auf seinen Platz in den Körper 12 eingesetzt, so d*aß sein flaches Mittelblech 56 auf der Wand 52 ruht und der Schenkel 52 in der Nähe der Bogenwinkel 74, 76 sich befindet, aber noch um einen kleinen Betrag in Richtung auf die Wand 29 verschoben ist. Danach wird das Prellblech in Richtung der Kammerbiegung an den Wänden gleitend verschoben, bis die abgebogenen Seitenkanten 64 und 66 des Schenkels 52 an die Bogenwinkel 74 und 76 der Kaminerbiegung anstoßen und das Prellblech 50 fest in dem Körper 12 sitzt und für den nächsten Arbeitsgang festgehalten wird, der im Buckel verschweißen der am Mittelteil 56 des Prellblechs 50 vorgesehenen vier Schweißbuckel besteht. Vorzugsweise, nach dem das Prellblech fest in den Körper 12 auf diese Weise angeordnet ist, werden die Hülsen 43 und 44 des Abstandshalters 42 auf die Randflansche der Bolzenöffnungen 38 und 38' in dem Körper 12 gestellt und der Deckel 14 aufgesetzt, so daß auch die.Randflansche der BoI-zenöffnungen 36 und 36' in die Hülsen 43 und 44 eingreifen. Der Randflansch 18 am Körper 12 wird dann umgebogen und auf den Randflansch 20 des Deckels gefaltet, so daß der Deckel fest und abgedichtet mit dem Körper 12 verbunden ist.
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Bei der Benutzung des Schalldämpfers 10 strömen die Abgase des Motors über den Eingang 26 in die Kammer 16 und gelangen .zuerst in den ersten Dämpfungsraum, der durch den Abstandshalter 42 und die Wand 27 begrenzt wird. Ein erheblicher Teil des Abgases wird dabei mit den Öffnungen 48 in dem Mittelteil 26 auf die gegenüberliegende Wand 25' (Fig. 2) gerichtet und ein weiterer erheblicher Teil des Abgases gelangt unterhalb und oberhalb des Mittelteils 46 in den zweiten Dämpfungsraum, d.h., über die freien Räume, von denen der obere seitlich durch die Bolzenhülsen 43, 44, unten durch die Oberkante des Mittelteils 46 und oben durch die Überwand 23', und der untere seitlich ebenfalls durch die Bolzenhülsen 43, 44, unten durch die Bodenwand 42' und oben durch die Unterkante des Mittelteils 46 des Schirmes 42 begrenzt ist.
Der zweite Dämpfungsraum wird mit dem Abstandshalter 42 und mit dem Schenkel 52 des Prellblechs 50 begrenzt. Das gesamte Abgas fließt über die Öffnungen 62 in dem Schenkel 52 in den dritten Dämpfungsraum, den am Eingang der Schenkel 52 und am Ausgang der Schenkel 54 des Prellblechs 50 begrenzt. Die Orientierung des Schenkels 52 ist so gewählt, daß der Abgasstrom auf den transversalen Teil 25'' der Viand 25 gerichtet ist. Von dem Wandteil 25'' wird der Abgasstrom abgelenkt und gelangt dann über die Schlitze 68 in den Scheriel 54
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des Prellblechs 50 in den vierten Dämpfungsraum, der zwischen diesem Schenkel 54 und der Endwand 29 liegt. Aus dem vierten ,Dämpfungsraum gleangen die Abgase dann über die Ausgangsöffnungen 32 ins Freie. Zuvor prallen sie jedoch noch an dem Teil 24' der Seitenwand 24 ab,
Der Schirm 42 und die Prellblechschenkel 52 und 54 des Prellblechs 50 sorgen dafür, daß die Abgase durch den Schalldämpfer immer im spitzen Winkel im Bezug zu den Seitenwänden der Kammer 16 strömen. Die im Vergleich zu bekannten Rasenmäher-Schalldämpfern hohen Geräuschdämpfungseigenschaften des Schalldämpfers 10 und die Beseitigung der Resonanz ist auf die An-Ordnung des Schirmes 42 und der Prellbleche 52 und 54 zurückzuführen. Zu berücksichtigen ist dabei auch, daß die transversalen Wände 27, 42, 52, 54 und 29, welche die vier Dämpfungsräume der Kammer 16 bilden, progressiv geneigt sind, und in keinem parallelen Verhältnis zueinander stehen, und daß der zweite, dritte und vierte Dämpfungsraura Trapezoid-Form besitzt, wie Fig. 2 zeigt. Dadurch wird nicht nur die Turbulenz des Gasstromes .in der Kammer 16 erhöht, sondern auch die Dispersion und Diffusion der Druckwellenketten in jeder aufeinanderfolgenden Dämpfungskammer, wodurch die
-ac
Neigung'zur Resonanz weiter herabgesetzt wird.
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Der beschriebene Schalldämpfer ist nur aus vier Bestandteilen zusammengesetzt, die allesamt aus Blattmetall gestanzt sein können und eine einfache Konstruktion ergeben, die wirtschaftlich hergestellt und zusammengesetzt werden kann. Die Zusammensetzung wird erleichtert durch Vereinigung der beiden Prellbleche 52 und 54 zu einem einstückigen Prellblech 50, so daß die Orientierung dieser beiden Prellbleche zueinander stets konstant ist und keiner Veränderung bei der Zusammensetzung unterliegt. Die gebogene Gestalt des Schalldämpfers wirkt mit dem Prellblechschenkel 52 auch zusammen und begünstigt die Festlegung des Prellblechs in dem Schalldämpferkörper in der richtigen Lage für die Befestigung mittels Buckelverschweißung. Die leichte und wirtschaftliche Zusammensetzung wird auch durch den Abstandshalter 42 und sein Mittelstück 46 günstig beeinflußt, der einstückig hergestellt ist und mit seinen Bolzenhülsen 43, 44 einfach auf den Flanschen der Bolzenöffnungen'36, 36· und 38, 38· aufsitzt und an seinem Ort mit der Oberwand 23' des Deckels 14 und der Bodenwand 22' des Körpers 12 nach dem Verschließen des Gehäuses gehalten wird, das durch Umbiegen des Flansches 18 des Körpers 12 über dem Flansch 20 des Deckels 14 erfolgt. Dieses Verschließverfahren ergibt eine geeignete Abdichtung und mechanische Zusammenhaltung zwischen Deckel 14 und Körper 12 ohne Hartverlötung der Flansche 18 und 20.
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Claims (15)

BLUMBACH ■ WESER ■ BERGEN & KRAMER PATENTANWÄLTE IN WIESBADEN UND MÜNCHEN 2347066 DIPL.-ING. P. G. BLUMBACH"· DIPL-PHYS. Dr. W. WESER · DIPL-ING. DR. JUR. P. BERGEN DIPL-IUG. R. KRAMER «2 WIESBADEN · SONNEN8ERGER STRASSE 43 ■ TEL. (06121) 56 2943, 5619 98 MÖNCHEN - 10 - Patentansprüche
1.) Schalldämpfer mit einer geschlossenen Dämpfungskammer, die mit einer Einlaßöffnung an dem einen Ende und mit einer Auslaßöffnung an dem anderen Ende versehen ist, gekennzeichnet durch ein mit zwei mit Abstand angeordneten perforierten Prellblechschenkeln (52, 54), die mit einem Mittelteil (56) verbunden sind, versehenes einstückiges Prellblech (50), das in der Dämpfungskammer (16) zwischen der Einlaßöffnung (26) und dem Auslaß (32) befestigt und mit den mit Abstand angeordneten Prellblechschenkeln (52, 54) in der Gasströmungsrichtung so orientiert ist, daß die Dämpfungskammer (16) mindestens in drei Dämpfungsräume aufgeteilt wird, durch welche das Abgas strömt. -
2. Schalldämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß einer der Prellblechschenkel "(54) mit Schlitzöffnungen (68) versehen ist, welche den durch die Öffnungen (62) in dem anderen Prellblechschenkel (52) einfließenden Abgasstrom von dem Auslaß (32) ablenken.
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3. Schalldämpfer nach Anapruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Prellblechschenkel (52, 54) des Prellblechs (50) im allgemeinen in zwei zueinander nicht parallelen Ebene liegen, wobei mindestens einer der Prellblechschenkel (52) mit im spitzen Winkel im Bezug zur Seitenwand (25) der Dämpfungskammer (16) orientiert ist.
4. Schalldämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Dämpfung'skammer (16) ein Abstandshalter (42).„. unmittelbar an der Einlaßöffnung (26) angeordnet ist, durch welchen mindestens ein Teil des Abgasstromes fließt, bevor er durch die Prellblechschenkel (52, 54) strömt.
ί■
5. Schalldämpfer nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskammer (.16) mit einer Bodenwand (22, 22') versehen ist, in welcher die Einlaßöffnung (26) und mit Abstand zwei Bolzenöffnungen (38, 38') in der Nähe der Einlaßöffnung (26) für die Bolzen' (34) vorgesehen sind, mit denen der Schalldämpfer (10) am Motorblock (30) befestigt wird, und mit einer Oberwand (23, 23')» die
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axial mit Abstand und im allgemeinen entgegengesetzt zu der Bodenwand (22, 22') verläuft und die ebenfalls mit Bolzenöffnungen (36, 36') versehen ist, die koaxial zu den ersten BoIζenÖffnungen (38, 38') liegen, und daß der Abstandshalter (42) einstückig ausgebildet ist, in der Dämpfungskammer (16) zwischen den koaxialen ersten und zweiten Bolzenöffnungen (38, 38'; 36, 36') mit seinen Hülsen (43> 44) gehalten wird, die mit einem perforierten Mittelteil (46) verbunden sind.
6. Schalldämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskammer (16) durch gegenüberliegende Seitenwände (24, 25) begrenzt wird, von denen jede zwischen der Einlaßöffnung (26) und dem Auslaß (32) gebogen ist, und daß bei der Zusammensetzung des Schalldämpfers (10) zwischen den Seitenwänden (24, 25) das Prellblech (50) so gehalten wird, daß dieses gleitend in der richtigen Lage in der Kammer (16)· in der Nähe der Seitenbogen (74, 76) verkeilt werden kann, bevor es fest in der Kammer befestigt wird.
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7. Schalldämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskammer (16) einen rohrförmigen Körper (12) bildet, der aus einer Bodenwand (22, 22') und im allgemeinen längs sich erstreckenden Seitenwänden (24, 25) sowie aus einem Deckel (14) besteht, der eine Oberwand (23, 23') aufweist, die parallel mit der Bodenwand ' (22, 22') verläuft und Seitenwände besitzt, die geeignet sind, abgedichtet mit den Seitenwänden (24, 25) des Körpers (12) verbunden zu werden.
8. Schalldämpfer nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (24, 25) des Körpers (12) und des Deckels (14) mit übereinanderpressbaren Randflanschen (18, 20) versehen sind, die zu einer haltbaren und dichten Verbindung zusammengedrückt werden können.
9. Schalldämpfer für kleine Verbrennungsmotoren, gekennzeichnet durch einen Körper (12) mit einer Bodenwand (22, 22') und mit im allgemeinen längs sich erstreckenden Seitenwänden (24, 25) und einem darauf passenden Deckel (14), der dicht mit dem Körper (12) verbunden ist und Seitenwände und eine Oberwand (23, 23') besitzt, die mit einem festen
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Abstandsverhältnis zu der Bodenwand (22, 22') des Körpers (12) verläuft, so daß eine geschlossene Dämpfungskammer (16) gebildet wird, in welcher an einem Ende eine Einlaßöffnung (26) und an dem anderen Ende ein Auslaß (32) vorgesehen ist, und in welche zwischen der Einlaßöffnung (26) und dem Auslaß (32) ein mit Abstand und mit im spitzen Winkel zueinander angeordneten perforierten Prellblechschenkeln (52, 54) versehenes Prellblech (50) eingesetzt ist, das die Dämpfungskamraer (16) in mindestens drei Dämpfungsräume aufteilt, durch welche die Abgase strömen.
10. Schalldämpfer nach Anspruch 9»
dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (24, 25) im allgemeinen parallel zueinander verlaufen und mit gegenüberliegenden Biegungen (74, 76) zwischen der Einlaßöffnung (26) und dem Auslaß (32) versehen sind, daß der erste und der zweite Prellblechschenkel (52, 54) Teile eines einstückigen Prellblechs (50) sind, daß abgedichtet zwischen die Seitenwände (24, 25) eingesetzt an der Längsverschiebung durch die Biegungen (74, 76) gehindert und an den Biegungen vor der Befestigung in der'Dämpfungskammer (16) gehalten wird.
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11. Schalldämpfer nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (26) in der Bodenwand (22') oder in der Oberwand (23') und der Auslaß (32) in einer Seitenwand (24, 25) angeordnet ist.
12. Schalldämpfer nach A spruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (42) zwischen der Einlaßöffnung (26) und den Prellblechschenkeln (52, 54) angeordnet und mit Endhülsen (43, 44) versehen ist, durch welche die Befestigungsbolzen (34) hindurchgezogen werden, und daß der Abstandshalter (42) mit einem spitzen Winkel im Verhältnis zu den Prellblechschenkeln (52, 54) angeordnet ist.
13. Schalldämpfer nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12) und der Deckel (14) eine Endwand
(29) besitzen, die an den Auslaß (32) angrenzt und transversal zu der Längsachse der Dämpfungskammer (16) verläuft, welche durch die Biegungen (74, 76) eine im stumpfen Winkel abgeknickte Gestalt besitzt, und in welcher der Abstandshalter (42) mit einem progressiv erhöhten spitzen Winkel relativ zur Endwand (27) angeordnet ist.
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14. Schalldämpfer nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Körper (12) und der Deckel (14) mit zwei mit
Abstand angeordneten MontageÖffnungen (38, 38'; 36, 36') ausgestattet ist, die in der Nähe der Einlaßöffnung
(26) liegen, durch welche die Montagebolzen (34) geführt werden, die auch die zwischen den Montageöffnungen angeordneten Hülsen (43, 44) des Abstandshalters (42) passieren, welche mit einem perforierten festen Mittelteil (46) verbunden sind, wobei der Abstandshalter(42) in der Dämpfungskammer (16) so gehalten wird, daß wenigstens ein Teil des Abgases von der Einlaßöffnung (26) über das perforierte
Mittelteil (46) fließt, bevor es durch die Prellblechschenkel (52, 54) des Prellblechs (50) strömt.
15. Schalldämpfer nach Anspruch 14, ;
dadurch gekennzeichnet,
daß die Montageöffnungen (36, 36'; 38, 38') mit Randflanschen versehen sind, welche teleskopartige die Hülsen (43, 44) des Abstandshalters (42) bei der Zusammensetzung des Schalldämpfers (10) aufnehmen.
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