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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schalldämpfer.
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STAND DER
TECHNIK
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Ein
Schalldämpfer
für eine
Brennkraftmaschine, der allgemein verwendet wird, ist in 7 dargestellt,
und besteht aus einer Schale 101 und Außenplatten 102, 103,
die einen Hauptkörper
in Expansionskammern 106, 107 und eine Resonanzkammer 108 unterteilen.
Der Schalldämpfer
weist weiter ein Einlassrohr 109 zum Einführen des
Abgases, ein Auslassrohr 110 zur Ausgabe des Gases zur
Atmosphäre
und ein Innenrohr 111 zur Verbindung der entsprechenden
Kammern miteinander auf.
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Weiter
ist es bekannt, dass die Außenplatten 102, 103 und
die Innenplatten 104, 105 in 7 und 8 Verbindungsöffnung 112 für den Durchgang
der entsprechenden Rohre in einer flachen Platte, die durch Pressen
hergestellt ist, aufweisen, und lineare Rippen (Perlen) 114 sind
in einem ebenen Abschnitt 113, in dem keine Verbindungsöffnungen 112 vorhanden
sind, ausgebildet, um die Oberflächenschwindung
der äußeren Platten 102, 103 und
der inneren Platten 104, 105 zu unterdrücken, um
ein störendes Geräusch und
einen Bruch aufgrund der Oberflächenschwingung
zu verhindern.
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In
den Außenplatten 102, 103 und
den Innenplatten 104, 105 wird, da der ebene Abschnitt 113 mit
Ausnahme der Rippen 114 einen breiten Bereich einnimmt,
parallel und gegenüberliegend
zur Anordnung der Platten, ein Hochfrequenzanteil des Abgasgeräusches zu
dem breiten ebenen Abschnitt 113 reflektiert, um mehrmals
zwischen gegenüberliegenden
Platten hin- und herzuschwingen. In Bezug dieses Abgasgeräusches mit
einer besonderen Frequenz tritt eine scharfe Resonanz auf, wird
die Echozeit verlängert
und weiter tritt ein Schwingechophänomen auf, welches ein zweites
Geräusch
im Schalldämpfer
bewirkt.
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Wenn
die Rippe 114, wie oben beschrieben linear ausgebildet
ist, tritt eine Streureflexion des Abgasgeräusches in einer Richtung senkrecht
zu einer linearen Richtung der Rippe 114 auf, es tritt
jedoch keine unregelmäßige Reflexion
in linearer Richtung auf. Daher stören sich die reflektierten
Hochfrequenzkomponenten des Abgasgeräusches nicht ausreichend miteinander
und das Sekundärgeräusch wird
unzureichend gedämpft.
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Das
Dokument
JP 2040914 U
zeigt einen weiteren Schalldämpfer,
der eine innere Trennplatte mit benachbarten konvexen und konkaven
Abschnitten aufweist.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schalldämpfer zu
schaffen, mit dem der Vibrationsdämpfeffekt der äußeren und
inneren Platten verstärkt
wird, und durch wirksames Nutzen einer begrenzten Plattenfläche zur
Ausbildung vieler unregelmäßiger Reflexionselemente
kann das Abgasgeräusch
verglichen mit der oben erwähnten
bekannten Platte vermindert werden.
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Zur
Lösung
der obigen Ziele gemäß der Erfindung
wird ein Schalldämpfer
geschaffen, der im Inneren in mehrere Kammern mittels mindestens
einer Innenplatte unterteilt ist, wobei mehrere punktförmige konvexe
und konkave Abschnitte an der mindestens einen inneren Platte und/oder
der Außenplatte
vorgesehen sind, wobei die konvexen und konkaven Abschnitte abwechselnd
in einem Muster auf der einen Fläche
so angeordnet sind, dass ein konkaver Abschnitt von mehreren konvexen
Abschnitten und ein konvexer Abschnitt von mehreren konkaven Abschnitten
umgeben ist, und benachbarte konvexe Abschnitte und konkave Abschnitte
mittels einer gekrümmten
Fläche
verbunden sind.
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Da
Hochfrequenzkomponenten des Abgasgeräusches auf die punktförmigen konvexen
und konkaven Abschnitte auftreffen und diffus reflektiert werden,
stören
sie sich einander in allen Raumrichtungen, sodass das Sekundärgeräusch unterdrückt wird,
und das Abgasgeräusch
verglichen mit dem Stand der Technik vermindert wird. Da die konvexen und
konkaven Abschnitte abwechselnd angeordnet und miteinander mittels
der gekrümmten
Flächen verbunden
sind, wird die Plattenoberflächenfestigkeit verstärkt, und
ein störendes
Geräusch
und ein Bruch der Platte durch die Schwingung kann verhindert werden.
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Bei
der vorliegenden Erfindung können
die konvexen und konkaven Abschnitte im Wesentlichen auf der gesamten
Fläche
der Platte angeordnet sein.
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Hierdurch
wird die oben beschriebene unregelmäßige Reflexion auf der gesamten
Plattenfläche erreicht,
und das Abgasgeräusch
wird weiter vermindert.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann ein Durchstichabschnitt für den Durchgang
eines Rohres an den konvexen Abschnitten oder den konkaven Abschnitten
vorgesehen sein.
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Die
Rohrschwingung wird durch Vorsehen des Durchstichabschnitts gedämpft, ohne
die Plattenflächenfestigkeit
zu verschlechtern.
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Weiter
sind gemäß der Erfindung
die konvexen und konkaven Abschnitte an der Außen- und der Innenplatte einer
gegenüberliegend
oder den einander gegenüberliegenden
Innenplatten angeordnet.
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Durch
gegenüberliegendes
Anordnen der Platten mit den darauf angeordneten konvexen und konkaven
Abschnitten wird der oben erwähnte Dämpfungseffekt
des Abgasgeräusches
weiter verstärkt.
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BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Schnittansicht zur Darstellung einer Ausführungsform
eines Schalldämpfers
gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei dem konvexe und konkave Abschnitte auf allen Platten
vorgesehen sind.
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2A ist
eine Frontansicht einer ebenen Platte zur Darstellung einer Ausführungsform
einer Anordnung der konvexen und konkaven Abschnitte der vorliegenden
Erfindung.
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2B ist
eine Schnittansicht längs
einer Linie IIB-IIB
in 2A; und
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2C ist
eine Schnittansicht längs
der Linie IIC-IIC
in 2A.
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3 ist
ein Diagramm zur Darstellung der Dämpfungseigenschaften des Schalldämpfers mit der
Platte gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform
und eines bekannten Schalldämpfers.
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4 ist
eine schematische Schnittansicht eines Schalldämpfers, bei dem konvexe und
konkave Abschnitte auf einer Innenplatte in einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
vorgesehen sind.
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5 ist
eine schematische Schnittansicht eines Schalldämpfers, bei dem konvexe und
konkave Abschnitte an zwei gegenüberliegenden
Innenplatten einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung vorgesehen sind.
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6 ist
eine schematische Schnittansicht eines Schalldämpfers, bei dem konvexe und
konkave Abschnitte an gegenüberliegend
zueinander angeordneten Außen-
und Innenplatten gemäß einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
vorgesehen sind.
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7 ist
eine schematische Schnittansicht eines bekannten Schalldämpfers.
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8A ist
eine Ansicht der Innenplatte des Schalldämpfers von 7 und 8B ist
eine Schnittansicht längs
der Linie VIIIB-VIIIB in 8A.
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BESCHREIBUNG
DER AUSFÜHRUNGSFORM DER
ERFINDUNG
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
eines Schalldämpfers,
bei der die vorliegende Erfindung an Außen- und Innenplatten verwendet
wird.
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In 1 ist
ein aus einer Schale 1 und Außenplatten 2, 3 gebildeter
Hauptkörper
in drei Kammern 6, 7, 8 durch zwei Innenplatten 4, 5 unterteilt. Ein
Einlassrohr 9, ein Auslassrohr 10, und ein Innenrohr 11 verlaufen
durch die Platten und sind wie in 1 gezeigt,
angeordnet. Die entsprechenden Teile sind aus Metallplatten gebildet.
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Die
Außenplatten 2, 3 und
die Innenplatten 4, 5 sind mit konvexen und konkaven
Abschnitten als unregelmäßi ge Reflexionselemente
gemäß der vorliegenden
Erfindung versehen, und die unregelmäßigen Reflexionselemente werden
im Einzelnen unter Bezugnahme der Innenplatte 4 als Beispiel
wie in den 2A bis 2C gezeigt,
beschrieben.
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2A ist
eine Ansicht der Innenplatte 4, und eine Verbindungsöffnung 12 in
dem Innenrohr 9, eine Verbindungsöffnung in dem Außenrohr 10 und eine
Verbindungsöffnung 14 in
dem Innenrohr 11 werden durch die Innenplatte ausgebildet.
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Die
gesamte Fläche
ausschließlich
der Verbindungsöffnungen 12 bis 14 und
einem Außenumfangsabschnitt
der Platte 4 ist mit punktförmigen halbkugeligen konvexen
Abschnitten 15 und halbkugeligen konkaven Abschnitten 16 mittels
Pressen einer Fläche
(Vorderfläche)
der Innenplatte 4 ausgebildet. Weiter sind in 2A der
konvexe Abschnitt 15 mittels eines weißen Kreises gezeigt, und der
konkave Abschnitt 16 ist mittels eines schwarzen Kreises gezeigt.
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Bei
diesen konvexen Abschnitten 15 und den konkaven Abschnitten 16 ist
ein konvexer Abschnitt 15 durch vier konkave Abschnitte 16 umgeben,
und ein konkaver Abschnitt 16 ist durch vier konvexe Abschnitte 15 umgeben.
Weiter sind der konvexe Abschnitt 15 und der konvexe Abschnitt 15,
oder der konkave Abschnitt 16 und der konkave Abschnitt 16, die
benachbart zueinander angeordnet sind, miteinander mittels einer
leicht gekrümmten
Fläche,
wie in 2B, 2C gezeigt,
verbunden. Ringsum die Verbindungsöffnungen 12 bis 14 sind
weiter Durchstichöffnungen 19 für den Durchgang
des Rohres an den konvexen Abschnitten 15 oder den konkaven
Abschnitten 16 in gebogener Form ausgebildet. Der konvexe
Abschnitt 15 und der konkave Abschnitt 16 kann
weiter auf der gesamten Fläche
der Platte vorgesehen sein, bei der Ausführungsform von 2A ist
jedoch ein Plattenabschnitt 20 zum Pressen einer Einspannvorrichtung
auf den äußeren Umfangsabschnitt
der Platte 4 während
des Einsetzens der Platte 4 in die Schale 1 in
einem Schalldämpferzusammenbauvorgang
an dem äußeren Umfangsabschnitt der
Platte 4 vorgesehen.
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Ein
Flansch 18 zum Eingriff mit der Schale 1 ist in
gebogener Form links um die Innenplatte 4 ausgebildet.
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Wie
oben beschrieben werden, da sowohl die punktförmigen konvexen Abschnitte 15 als
auch die punktförmigen
konkaven Abschnitte 16 vorgesehen sind, Hochfrequenzkomponenten
des Abgasgeräuschs,
die auf die konvexen Abschnitte 15 und die konkaven Abschnitte 16 aufgetroffen
sind, diffus in alle Raumrichtungen zur Interferenz reflektiert,
sodass daher ein Sekundärgeräusch gedämpft und
das Abgasgeräusch
(Ausstoß-
und Emissionsgeräusch des
Auspuffs), verglichen mit dem bekannten Schalldämpfer vermindert wird. Für ein Abgasgeräusch eines
Fahrzeugs wird insbesondere eine schrille Hochfrequenzkomponente
des Abgasgeräuschs
hauptsächlich
reduziert und ein störendes
Gefühl
des Abgasgeräuschs
aufgehoben.
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Durch
Ausbilden des konvexen Abschnitts 15 und des konkaven Abschnitts 16 in
der Punktform, wie oben beschrieben, können diese Abschnitte mit hoher
Dichte angeordnet werden, und durch die sehr dichte Anordnung wird
ausreichend die unregelmäßige Reflexion
und die Interferenz der Hochfrequenzkomponente bewirkt, sodass das
Abgasgeräusch weiter
vermindert wird.
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Durch
Verbinden des konvexen Abschnitts 15 mit dem konkaven Abschnitt 16 über die
gekrümmte
Fläche,
wird der konvexe Abschnitt 15, wie oben beschrieben, glatt
mit dem konkaven Abschnitt 16 verbunden. Da daher eine
schwache Ebene wie bisher zwischen den Abschnitten nicht vorhanden
ist, wird die Oberflächenfestigkeit
der Platten 2 bis 5 erhöht, und ein störendes Geräusch oder
ein Bruch durch Schwingungen der Platten 2 bis 5 kann
weiter verhindert werden.
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Wie
oben beschrieben besteht die Wirkung, dass eine Rohrschwingung durch
Vorsehen des Durchstichs 19 an dem konvexen Abschnitt 15 oder dem
konkaven Abschnitt 16 verhindert wird.
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Das
Abgasgeräusch
ist ein breites Hochfrequenzband und kann vermindert werden, indem
man den konvexen Abschnitt 15 hoch einstellt, wobei jedoch
die Höhe
des konvexen Abschnitts 15 alleine durch die Formgrenze
begrenzt ist. Durch Abwechseln des Anordnens des konvexen Abschnitts 15 und des
konkaven Abschnitts 16 nahe beieinander, wie oben beschrieben,
kann jedoch ein ähnlicher
Effekt erhalten werden, wie wenn man die Höhe des konvexen Abschnitts 15 erhöht, wodurch
die Verarbeitung erleichtert wird.
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Die
konvexe Abschnitte 15 und die konkaven Abschnitte 16 können im
Wesentlichen auf der gesamten Fläche
der Platte 4 vorgesehen sein.
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Wenn
die konvexen Abschnitte 15 und die konkaven Abschnitte 16 im
Wesentlichen auf der gesamten Fläche
der Platte auf diese Weise vorgesehen sind, werden die oben beschriebenen
Wirkungen weiter erhöht.
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Der
konvexe Abschnitt 15 und der konkave Abschnitt 16 sind
bei der beschriebenen Ausführungsform
halbkugelförmig
ausgebildet, jedoch können
der konvexe Abschnitt 15 und der konkave Abschnitt 16 halbelliptisch,
konisch oder pyramidenförmig
ausgebildet sein.
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Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform
kann die Größe des konvexen
Abschnitts 15 von der Größe des konkaven Abschnitts 16 unterschiedlich
sein.
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Weiter
kann die vorliegende Erfindung auf die Innenplatte angewendet werden,
bei der eine große
Anzahl von kleinen Löchern
zur Gleichrichtung einer Abgasströmung und ihres Geräuschpegels
ausgebildet sind.
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Weiter
sind das Verhältnis
des konvexen Abschnitts 15 zur Gesamtfläche der Platte oder das Verhältnis des
konkaven Abschnitts 16 dazu und weiter das Verhältnis zwischen
dem konvexen Abschnitt 15 und dem konkaven Abschnitt 16 wahlweise
entsprechend der Schalldämpferbauart,
der der Nachhallzeit der entsprechenden Kammer und ähnlichem
eingestellt.
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3 zeigt
ein Messergebnis des Schalldruckniveaus entsprechender Frequenzen
durch eine 1/3 Oktavenanalyseeinrichtung in bezug auf das Abgasgeräusch bei
einer Motordrehzahl von 3000Upm, wenn ein bekannter Schall dämpfer mit einfachen
ebenen inneren Platten und ein Schalldämpfer mit den Innenplatten 4, 5 mit
den darauf ausgebildeten konvexen Abschnitten 15 und konkaven Abschnitten 16 verwendet
wird, wie in 2A bis 2C gemäß der Erfindung
gezeigt.
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Das
Messergebnis des bekannten Schalldämpfers zeigt die Eigenschaft
A in 3, während der
Schalldämpfer
gemäß der Erfindung
durch die Eigenschaft B dargestellt ist. Wie man aus dem Messergebnis
sieht, wird das Abgasgeräusch
der Hochfrequenzkomponente in dem erfindungsgemäßen Schalldämpfer vermindert.
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Bei
der in 1 gezeigten Ausführungsform sind sowohl die
Außenplatten 2, 3 mit
den oben erwähnten
konvexen Abschnitten 15 und konkaven Abschnitten 16 gegenüber zu beiden
Innenplatten 4, 5 mit den konvexen Abschnitten 15 und
konkaven Abschnitten 16 vorgesehen, um den Schalldämpfer zu bilden,
jedoch bei einer anderen Ausführungsform von 4 kann
eine Innenplatte 5 mit den oben beschriebenen konvexen
Abschnitten 15 und den konkaven Abschnitten 16 vorgesehen
sein, oder bei einer noch anderen Ausführungsform gemäß 5 können die
Innenplatten 4, 5 einander gegenüberliegend
mit den konvexen Abschnitten 15 und den konkaven Abschnitten 16 angeordnet
sein, wobei bei einer weitern Ausführungsform gemäß 6 die
konvexen Abschnitte 15 und die konkaven Abschnitte 16 an
der Außenplatte 2 (oder 3)
und der Innenplatte 4 (oder 5) angeordnet sind,
die gegenüberliegen. Wahlweise
können
die konvexen Abschnitte 15 und die konkaven Abschnitte 16 auf
irgendeiner der oben erwähnten
Platten vorgesehen sein.
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Auch
wenn eine Platte mit den konvexen Abschnitten 15 und den
konkaven Abschnitten 16, wie in 4 gezeigt,
versehen ist, werden die oben beschriebenen Wirkungen erfüllt, verglichen
mit dem bekannten Schalldämpfer,
jedoch wird die Wirkung durch Vorsehen der konvexen Abschnitte 15 und
der konkaven Abschnitte 16 auf den gegenüberliegenden
Platten verstärkt.
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INDUSTRIELLE
ANWENDUNG
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Wie
oben beschrieben, kann gemäß der Erfindung
das Abgasgeräusch
des Fahrzeugs, insbesondere die schrille Hochfrequenzkomponente
des Abgasgeräusches,
verglichen zu dem bekannten Schalldämpfer vermindert werden, und
die Störung durch
das Abgasgeräusch
kann gedämpft
werden. Da das Abgasgeräusch
weiter diffus durch die konvexen und konkaven Abschnitte reflektiert
wird, wird das Abgasgeräusch
weiter vermindert. Die Festigkeit der Plattenoberfläche wird
zusätzlich
erhöht,
und das störende
Geräusch
und ein Bruch durch die Plattenschwingung wird ebenfalls verhindert.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann das oben beschriebene Abgasgeräusch durch
Vorsehen der konvexen Abschnitte oder der konkaven Abschnitte im
Wesentlichen auf der gesamten Fläche der
Platte vermindert werden.
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Durch
Vorsehen der Durchstichabschnitte für den Durchgang des Rohres
an dem konvexen Abschnitt oder dem konkaven Abschnitt kann die Rohrschwingung
unterdrückt
werden.
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Durch
Vorsehen der konvexen Abschnitte und der konkaven Abschnitte an
der gegenüberliegenden äußeren Platte
und der inneren Platte oder den gegenüberliegenden Innenplatten,
wird das Abgasgeräusch
weiter vermindert.