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Bei Einspritzbrennkraftmasehinen mit einer Drehzahlregelvorrichtung, die auf ein sich mit der Maschinendrehzahl änderndes Gefälle zwischen zwei pneumatischen Drücken anspricht, kann der von der Drehzahl beeinflusste Druck als Mittelwert aus dem von den einzelnen Kolbenhüben erzeugten Druck-
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unerwünscht grosse Regelausschläge ausführt.
Gemäss der Erfindung sollen nun diese bei geringen Maschinendrehzahlen auftretenden unerwünscht grossen Regelausschläge gedämpft werden. Dies lässt sich erreichen durch eine Vorrichtung, mittels t welcher das pneumatische Druckgefälle - zusätzlich zu seiner selbsttätigen Änderung in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl - noch willkürlich veränderbar ist und welche Vorrichtung derart mit der übrigen Maschine verbunden ist, dass sie das Druckgefälle mindestens dann im Sinne einer Dämpfung der Regelbewegung des Servomotors ändert, wenn sich dessen bewegliches Glied in demjenigen Bereich befindet, der dem Maschinenleerlauf entspricht.
Eine Möglichkeit zur Beeinflussung der Druckverhältnisse im vorbeschriebenen Sinne besteht in einer im gewünschten Augenblick-zweckmässig selbsttätigen-Drosselung des freien Durchflusses in mindestens einer der das pneumatische Regelmedium führenden Leitungen. Solche Drosseln bewirken, dass die von den einzelnen Kolbenstössen ausgehenden Schwankungen der Grösse der pneumatischen
Drücke sich so langsam dem Regelglied mitteilen, dass. ehe sich die Schwankung in einer Richtung voll ausgewirkt hat, schon eine Umkehr der Schwankungsriehtung eingetreten ist. Dadurch macht das
Regelglied wesentlich geringere Ausschläge als bei unbehinderten Durchfluss durch die Leitungen.
Seine Bewegungen sind also stark gedämpft.
Eine andersartige Dämpfung der Regelbewegung durch Beeinflussung der Druckverhältnisse
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Regelgliedes wirkenden verschiedenen Drücken. Es wird dabei der stärkere der beiden Drücke geschwächt bzw. der schwächere gestärkt. Solange die genannte Leitung geöffnet ist. ist die auf das Regelglied
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werden als bei geschlossener Leitung.
Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt die Ansicht eines Einspritzbrennkraftmotors mit einer Einspritzpumpe und einem Unterdruckregler. Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt durch die Einspritzpumpe, den Regler, eines der Ausführungs- beispiele der Erfindung und das Ansaugrohr des Motors in vergrössertem Massstab. Die Fig. 3-13 zeigen im Massstab der Fig. 2 verschiedene weitere Ausführungsbeispiele.
Der Motorunterteil 1 trägt vier Zylinder 2 und eine Einspritzpumpe. 3, die von der Motorwelle 4 über ein Getriebe 5 angetrieben wird. Der Einspritzpumpe wird der Brennstoff aus einem nicht dargestellten Behälter in Pfeilriehtung durch eine Leitung 6 zugeführt. Von der Einspritzpumpe führen vier Druckleitungen 7 zu den Düsen in den Zylindern, 2. Die Luftladung wird durch das gemeinsame
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angreifenden Hebel 9 a von einem Pedal 9 b aus betätigt wird. Vom Ansaugrohr 8 geht eine Unterdruck- leitung 15 zum Regler 3 a der Pumpe 3. Der Regler 3 a (s. Fig. 2, 3 und 6) enthält eine Kammer, in der ein Kolben 24 längsverschiebbar angeordnet ist.
Im Fall der Fig. 2 wird der Unterdruck dem links von dem Kolben 24 liegenden Kammerteil zugeführt und bewegt beim Ansteigen den Kolben 24 entgegen der Wirkung einer Rüekführfeder 27 nach links. Der Kolben 24 ist mit einer Mutter 26 am Ende einer Zahnstange 23 befestigt, die aus der Pumpe heraus in die Regelkammer hineinragt.
Die Regelung der zur Einspritzung gelangenden Brennstoffmenge erfolgt durch Verschieben der Zahnstange 23. In Fig. 2 sind die Verhältnisse wie folgt gewählt : Wird die Zahnstange nach links verschoben, so vermindert sich die wirksame Fördermenge aller Pumpen gleichmässig. Beim Verschieben der Zahnstange nach rechts vermehrt sich die zur Einspritzung gelangende Fördermenge aller Pumpen.
Die Zahnstange 23 kämmt mit Ritzeln 22. Jeder der von einer mit dem Motor gekuppelten Nockenwelle 18 angetriebenen Pumpenkolben 16 ist mit einem solchen Ritzel derart gekuppelt. dass er den Drehbewegungen des Ritzels folgen muss, ohne dass dieses die Hubbewegungen des Kolbens mitzumachen braucht. Durch gleichzeitiges und gleichartiges Verdrehen der Kolben wird die Lage der an jedem von ihnen vorgesehenen schrägen Steuerkante 21 gegen den Saug- und Rücklaufkanal 20 so verstellt. dass der wirksame Hub der Pumpenkolben je nach der eingestellten Lage der schrägen Steuerkanten früher
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Brennstoff durch den Kanal 20 in den mit der Brennstoffzuleitung 6 verbundenen Saugraum 19 im Pumpengehäuse3zurückströmt.
Diese Regelvorrichtung wirkt wie folgt : Der beim Lauf des Motors in der Ansaugleitung herrschende Unterdruck gelangt durch die Leitung 15 zur Regelkammer J a. Wenn nun z. B. infolge Entlastung des Motors, bei gleichbleibender Einstellung der Drosselklappe die Drehzahl steigt, wächst der Unterdruck im Ansaugrohr 8 über den vorher herrschenden Unterdruck hinaus. Der verstärkte Unterdruck zieht dann den Kolben samt der Regelstange 23 nach links, wodurch die je Pumpenstoss eingespritzte Brennstoffmenge verringert wird. Die Drehzahl und damit auch der Unterdruck im Ansaugrohr werden daraufhin fallen. Der Kolben 24 ist bestrebt, sieh in die diesem Unterdruck entsprechende Lage einzustellen.
Einer mittleren bestimmten Drehzahl entspricht dabei-gleichbleibende Drosselklappenstellung vorausgesetzt-jeweils eine bestimmte Stellung des Kolbens 24. Die willkürlich Veränderung der Drehzahl erfolgt durch Verstellung der Drosselklappe 9.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird die Regelhewegung des Kolbens 24 gedämpft, indem bei niederen Drehzahlen die Verbindung zwischen dem einen Kammerteil und der Atmosphäre durch sich selbsttätig einschaltende Querschnittsverengungen gedrosselt wird. Bei belasteter Maschine ist
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Die letztere ist durch ein Ventil 28 verschliessbar, das auf beiden Seiten je einen Stift (28 { (. bzw.
28 b) besitzt. Von diesen ist der erste in einem Ring 2. 9 a geführt, der durch zwei Rippen im Mittelpunkt der Öffnung 29 gehalten wird, und der andere in einem am Gehäuse 3 ? angebrachten Bügel 30. Eine Feder. 31 sucht das Ventil auf seinen Sitz niederzudrücken. Solange aber der Kolben 24 sich in der rechten Kammerhälfte befindet, also den Stift 28 a. berührt, ist das Ventil von seinem Sitz abgehoben. Nur bei niederer Belastung (z. B. Leerlauf im Stand) verschiebt sich der Kolben 24 so weit nach links. dass er aus dem Bereich des Stiftes 28 a gelangt.
Dadurch schliesst sich das Ventil zu und der bisher aus der
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der einzelnen Motorkolben verursachten starken Ausschlagen des Regelorgans nicht schnell genug entweichen und auch nachher nicht schnell genug wieder einströmen kann, so dass die Regelbewegung stark gedämpft wird.
In den Beispielen der Fig. 3-13 wird im Gegensatz zu dem nach Fig. 2 der Unterdruck des Ansaugrohres dem rechten Kammerteil zugeführt, während der linke mit der freien Atmosphäre verbunden ist. Die Einspritzpumpe ist in diesem Falle natürlich so aufgebaut und angeordnet (die Zahnstange 23 greift hinter dem Ritzel 22 an), dass nach wie vor beim Ansteigen des Unterdrucks die je Pnmprnstoss eingespritzte Brennstoffmenge verringert wird.
Die Dämpfung der Regelbewegungen im Bereich der niederen Drehzahlen erfolgt beim Beispiel nach Fig. 3 wie in dem nach Fig. 2 durch Verengung der Leitung, die zur freien Atmosphäre führt. Nur ist in diesem Falle die Drosselung in Abhängigkeit von der Stellung des zur Drehzahleinstellung dienenden Organs, der Drosselklappe 9, gebracht. Der für die Verbindung des linken Kammerteils mit der Atmo- sphäre zur Verfügung stehende Querschnitt setzt sieh zusammen aus der engen Öffnung 23 und der grösseren Öffnung. 32, die in einer Kammer 33 vorgesehen ist. Die Kammer. 33 ist ihrerseits an die Leitung.'3. J angeschlossen, die vom linken Reglerkammerteil kommt.
Die Öffnung 32 ist durch ein Ventil : 35 mittels einer Feder 36 verschliessbar. Die an dem Fusshebelgestänge angebrachte Verlängerungsstange 9 c wird bei der Öffnung der Drosselklappe nach links bewegt, drückt dabei gegen den Ventilstössel 37 und öffnet so das Ventil entgegen der Kraft seiner Schliessfeder 36. Beim Schliessen der Drossel 9 kommen die
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bereits beschriebenen Ausführungen eine stetige. Es wird dies erreicht durch eine am Gehäuse- vor der in diesem Falle grossen Öffnung 25 drehbar angeordnete Scheibe 40.
Diese Scheibe besitzt einen Schlitz 41, der konzentrisch zum Drehpunkt verläuft und dessen in radialer Richtung gemessene Breite über seine Länge ständig zunimmt. Durch einen Arm 40 a ist die Scheibe über das Gestänge 9 c mit dem Fusshebel 9 b und damit auch mit der Drosselklappe 9 gekuppelt. Bei geschlossener Drosselklappe befindet sich der schmalste Teil des Schlitzes JJ vor der Öffnung 25. Mit zunehmendem Öffnen der
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Bei den bisher beschriebenen Beispielen ist die Dämpfung der Regelbewegung durch die Verstellung mechanischer Steuerglieder herbeigeführt worden. Bei den folgenden Beispielen sind solehe zusätzliche Steuerglieder vermieden. Die Dämpfung der Regelbeweguns : wird in diesen Fällen durch
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so gewählt ist, dass diese Leitung bei geschlossener Drosselklappe über ihren einen Zweig mit dem Unterdruck und über den andern Zweig mit der freien Atmosphäre verbunden ist. Es werden dabei die besonderen Druckverhältnisse in der Umgebung der Drosselklappe ausgenutzt. Bei offener Drosselklappe herrscht in der ganzen Umgebung der Klappe der gleiche Unterdruck. Die Zweigleitungen führen also denselben Druck.
Erst bei zunehmendem Schliessen der Klappe bildet sich ein Unterschied der Drücke vor und hinter dieser aus, u. zw. herrscht bei geschlossener Klappe hinter ihr - in Richtung des Ansaugstromes - ein l'l1terdruck und vor ihr ein etwa dem Atmosphärendruck entsprechender Druck. Die Leitung 15 ist deshalb in allen Beispielen nach den Fig. 8-1 so verzweigt oder erweitert. dass sie auch bei geschlossener Drosselklappe mit dem Raum vor dieser in Verbindung steht. Auf diese Weise wird, ähnlich wie in dem Beispiel nach Fig..) und 7, die Wirkung des die starken Regelausschläge
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der geschlossenen Drosselklappe 9 auf der gleichen Mantellinie in das Ansaugrohr 8 eingeführt.
In Fig. 9 münden die Zweige 15 a und 15 b auch unmittelbar vor und hinter der geschlossenen Drosselklappe in das Ansaugrohr, jedoch an zwei diametral gegenüberliegenden Punkten desselben. In Fig. 10 hat das Rohr 15 eine Erweiterung li ; c, die so in das Ansaugrohr 8 eingeführt ist, dass sie sowohl in den Raum vor als auch in den hinter der Drosselklappe einmündet.
Die Fig. 11-13 stellen ähnliche Anordnungen dar, die sich von den eben beschriebenen nur durch ein oder mehrere im Ansaugrohr 8 eingebaute Venturirohre 10 zur Verstärkung des Unterdrucks bei grossen Strömgeschwindigkeiten unterscheiden. Die Verzweigungen 15 a und b münden dabei, in ähnlicher Weise wie in den Fig. 8-10 in das Ansaugrohr 8. in die engste Stelle des oder der Venturirohre 10 ein. Dabei kann die Drossel 9 entweder an der engsten Stelle des Venturirohres 10 liegen, wobei die Zweige 15 a und b unmittelbar davor oder dahinter einmünden (Fig. 11). oder es kann auch die Drossel zwischen zwei Venturirohren 10 angeordnet sein (Fig. 12), wobei dann die Zweige 1 ; und 15 b in je eines dieser Venturirohre einmünden.
Die Einführung dieser Zweige an zwei diametral gegenüberliegenden
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wendung eines Venturirohres vereinfachen. Zur Vermeidung besonderer Rohrleitungen zur gegenüberliegenden Einmündungsstelle ist gemäss Fig. 13 das Venturirohr 10 mit einer äusseren Ringnute 10 n versehen, die an zwei diametral gegenüberliegenden Stellungen Verbindungsbohrungen 10 b zum Inneren des Venturirohres besitzt und in die die unverzweigte Leitung 5 unmittelbar einmündet.
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In the case of internal combustion engines with a speed control device that responds to a gradient between two pneumatic pressures that changes with the machine speed, the pressure influenced by the speed can be calculated as the mean value of the pressure generated by the individual piston strokes.
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carries out undesirably large swings.
According to the invention, these undesirably large control deflections, which occur at low machine speeds, are to be damped. This can be achieved by a device by means of which the pneumatic pressure gradient - in addition to its automatic change depending on the machine speed - can still be arbitrarily changed and which device is connected to the rest of the machine in such a way that it at least then reduces the pressure gradient in the sense of a Damping of the control movement of the servomotor changes when its movable member is in the area that corresponds to the machine idling.
One possibility for influencing the pressure conditions in the above-described sense consists in throttling the free flow in at least one of the lines carrying the pneumatic control medium at the desired instant, appropriately automatically. Such throttles have the effect of reducing the fluctuations in the size of the pneumatic
Push yourself slowly to inform the control element that before the fluctuation in one direction has taken full effect, the direction of fluctuation has already been reversed. This is what makes it
Control element significantly smaller deflections than with unrestricted flow through the lines.
So his movements are strongly dampened.
A different kind of damping of the control movement by influencing the pressure conditions
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Control member acting different pressures. The stronger of the two pressures is weakened or the weaker one is strengthened. As long as the named line is open. is the one on the control element
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than when the line is closed.
Several exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing.
Fig. 1 shows the view of an internal combustion engine with an injection pump and a vacuum regulator. 2 shows a partial section through the injection pump, the controller, one of the exemplary embodiments of the invention and the intake pipe of the engine on an enlarged scale. FIGS. 3-13 show various further exemplary embodiments on the scale of FIG.
The lower engine part 1 carries four cylinders 2 and an injection pump. 3, which is driven by the motor shaft 4 via a gear 5. The fuel is fed to the injection pump from a container (not shown) in the direction of the arrow through a line 6. Four pressure lines 7 lead from the injection pump to the nozzles in the cylinders, 2. The air charge is through the common
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attacking lever 9 a is actuated by a pedal 9 b from. A vacuum line 15 goes from the suction pipe 8 to the regulator 3a of the pump 3. The regulator 3a (see FIGS. 2, 3 and 6) contains a chamber in which a piston 24 is arranged to be longitudinally displaceable.
In the case of FIG. 2, the negative pressure is fed to the chamber part lying to the left of the piston 24 and, when it rises, moves the piston 24 to the left against the action of a return spring 27. The piston 24 is fastened with a nut 26 at the end of a toothed rack 23 which protrudes from the pump into the control chamber.
The regulation of the amount of fuel reaching the injection takes place by shifting the toothed rack 23. In FIG. 2 the relationships are selected as follows: If the toothed rack is shifted to the left, the effective delivery rate of all pumps is reduced evenly. When the rack is shifted to the right, the delivery rate of all pumps to be injected increases.
The rack 23 meshes with pinions 22. Each of the pump pistons 16 driven by a camshaft 18 coupled to the motor is coupled to such a pinion. that it has to follow the rotary movements of the pinion without the pinion having to follow the stroke movements of the piston. By rotating the pistons simultaneously and in the same way, the position of the inclined control edge 21 provided on each of them is adjusted relative to the suction and return channel 20. that the effective stroke of the pump piston is earlier depending on the set position of the inclined control edges
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Fuel flows back through the channel 20 into the suction chamber 19 connected to the fuel supply line 6 in the pump housing 3.
This control device works as follows: the negative pressure prevailing in the intake line when the engine is running passes through line 15 to control chamber J a. If now z. B. as a result of relieving the engine, with constant setting of the throttle valve, the speed increases, the negative pressure in the intake pipe 8 increases beyond the previously prevailing negative pressure. The increased negative pressure then pulls the piston together with the control rod 23 to the left, whereby the amount of fuel injected per pump stroke is reduced. The speed and thus also the negative pressure in the intake pipe will then drop. The piston 24 endeavors to see the position corresponding to this negative pressure.
In this case, assuming a constant throttle valve position, a specific position of the piston 24 corresponds to an average specific speed. The arbitrary change in speed takes place by adjusting the throttle valve 9.
In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the regulating movement of the piston 24 is damped in that, at low speeds, the connection between the one chamber part and the atmosphere is throttled by self-activating cross-sectional constrictions. When the machine is loaded
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The latter can be closed by a valve 28, which has a pin (28 {(. Or
28 b) owns. Of these, the first is guided in a ring 2. 9 a, which is held by two ribs in the center of the opening 29, and the other in a ring on the housing 3? attached strap 30. One spring. 31 tries to push the valve down onto its seat. But as long as the piston 24 is in the right half of the chamber, so the pin 28 a. touches, the valve is lifted from its seat. The piston 24 moves that far to the left only when the load is low (e.g. idling when stationary). that he comes out of the area of the pin 28 a.
This closes the valve and the previously out of the
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the strong deflection of the control element caused by the individual motor pistons cannot escape quickly enough and cannot flow back in again quickly enough afterwards, so that the control movement is strongly damped.
In the examples of FIGS. 3-13, in contrast to that according to FIG. 2, the negative pressure of the suction pipe is fed to the right-hand chamber part, while the left-hand part is connected to the free atmosphere. In this case, the injection pump is of course constructed and arranged in such a way (the rack 23 engages behind the pinion 22) that the amount of fuel injected per injection is still reduced when the negative pressure increases.
The damping of the control movements in the range of the lower speeds takes place in the example according to FIG. 3 as in that according to FIG. 2 by narrowing the line which leads to the free atmosphere. Only in this case the throttling is brought about as a function of the position of the organ used for setting the speed, the throttle valve 9. The cross section available for connecting the left part of the chamber to the atmosphere is made up of the narrow opening 23 and the larger opening. 32, which is provided in a chamber 33. The chamber. 33 is in turn to the management. '3. J coming from the left part of the control chamber.
The opening 32 can be closed by a valve 35 by means of a spring 36. The extension rod 9 c attached to the foot lever linkage is moved to the left when the throttle valve opens, pressing against the valve stem 37 and thus opening the valve against the force of its closing spring 36. When the throttle 9 is closed, the
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already described versions a continuous. This is achieved by a disk 40 rotatably arranged on the housing in front of the opening 25, which is large in this case.
This disk has a slot 41 which runs concentrically to the pivot point and whose width, measured in the radial direction, increases continuously over its length. By means of an arm 40 a, the disk is coupled to the foot lever 9 b and thus also to the throttle valve 9 via the linkage 9 c. When the throttle valve is closed, the narrowest part of the slot JJ is in front of the opening 25. As the opening of the
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In the examples described so far, the damping of the control movement has been brought about by adjusting mechanical control elements. In the following examples, such additional control elements are avoided. The damping of the control movement: is in these cases by
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is chosen so that, when the throttle valve is closed, this line is connected to the negative pressure via one branch and to the free atmosphere via the other branch. The special pressure conditions in the vicinity of the throttle valve are used. When the throttle valve is open, the same negative pressure prevails in the entire vicinity of the valve. The branch lines therefore carry the same pressure.
Only with increasing closure of the flap does a difference in the pressures in front of and behind it develop, u. When the flap is closed, there is behind it - in the direction of the suction flow - an oil pressure and in front of it there is a pressure approximately corresponding to atmospheric pressure. The line 15 is therefore branched or expanded in all the examples according to FIGS. 8-1. that it is in communication with the space in front of it even when the throttle valve is closed. In this way, similar to the example according to Fig.) And 7, the effect of the strong rule deflections
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the closed throttle valve 9 is introduced into the intake pipe 8 on the same surface line.
In Fig. 9, the branches 15 a and 15 b also open directly in front of and behind the closed throttle valve in the intake pipe, but at two diametrically opposite points of the same. In Fig. 10 the tube 15 has an extension li; c, which is inserted into the intake pipe 8 so that it opens into both the space in front of and in the space behind the throttle valve.
11-13 show similar arrangements which differ from those just described by only one or more Venturi tubes 10 built into the intake pipe 8 for increasing the negative pressure at high flow speeds. The branches 15 a and b open, in a manner similar to that in FIGS. 8-10, into the intake pipe 8 in the narrowest point of the Venturi pipe or pipes 10. The throttle 9 can either be located at the narrowest point of the venturi tube 10, the branches 15 a and b opening directly in front of or behind it (FIG. 11). or the throttle can also be arranged between two Venturi tubes 10 (FIG. 12), in which case the branches 1; and 15 b open into one of these venturi tubes.
The introduction of these branches to two diametrically opposed
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Simplify the use of a venturi. To avoid special pipelines to the opposite junction, according to FIG. 13, the Venturi tube 10 is provided with an outer annular groove 10 n which has connecting bores 10 b to the interior of the Venturi tube at two diametrically opposite positions and into which the unbranched line 5 opens directly.
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