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Technisches Gebiet:
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten eines Stromes eines Fluids und eine Kraftstoff-Zapfpistole mit einer solchen Vorrichtung.
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Stand der Technik
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Ein Kraftstoff-Abgabesystem, wie beispielsweise ein System zur Ausgabe von Benzin an einer Tankstelle, umfasst im Allgemeinen einen Speichertank, eine Pumpe, einen Leitungsschlauch, welcher mit einem Ende mit der Pumpe verbunden ist, und eine Zapfpistole, welche mit einem anderen Ende des Leitungsschlauches verbunden ist. Die Zapfpistole umfasst im Wesentlichen einen handgriffartigen Aufbau, eine Betätigung bzw. einen Betätigungshebel zum Öffnen der Düse, so dass ein Fluidfluss ermöglicht wird, und eine längliche Röhre, welche derart ausgebildet ist, dass sie in einen Füllstutzen eines Fahrzeugtanks passt. Das standardmäßig offene Ende oder die Spitze der Kraftstoff ausgebenden Röhre kann zu einem Sprühen bzw. Spritzen des Kraftstoffflusses führen. Dieses Sprühen kann, wenn man nicht aufpasst, dazu führen, dass Kraftstoff in das Fahrzeug oder auf den Benutzer spritzt. Es wäre daher hilfreich, eine Vorrichtung in der Röhre zu haben, welche den Kraftstoffstrom kontrolliert aus der Düse mit einem eng begrenzten Strom niedriger Geschwindigkeit abgibt. In der Vergangenheit wurde versucht, den Strom durch Verwendung von länglichen, X-förmigen oder V-förmigen Deflektoren innerhalb der Düse benachbart der Ausströmöffnung kontrolliert abzugeben. Diese Vorrichtung waren aus Metall gefertigt, konnten beschädigt werden oder korrodieren und manchmal mit der Venturi-Düse wechselwirken, welche mit einer automatischen Abschaltung verbunden ist, um den Kraftstoffstrom zu unterbrechen, wenn der Kraftstofftank des Fahrzeugs voll ist.
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Aus der
US 4 078 575 A ist ein Kupplungsstück für eine Geschirrspülmaschine bekannt, bei dem eine Vorrichtung vorgesehen ist, die ein Spritzen eines Fluids an einer Auslassöffnung verhindert. Ferner ist in der
DE 1 697 515 U eine Vorrichtung mit mehreren Streben zum Ausrichten eines Kraftstoffstromes beschrieben, welcher durch einen Fluidströmungskanal einer Kraftstoff-Zapfpistole fließt. Die Streben unterteilen den Fluidstrom in mehrere Teilströme, wobei die Teilströme an der Auslassöffnung zu einem verengten Strom zusammenlaufen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die zum Ausrichten eines Fluidstroms und auch dazu dient, das Venturi-Prinzip effektiv umsetzen zu können, und eine Kraftstoff-Zapfpistole mit einer solchen Vorrichtung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Kraftstoff-Zapfpistole mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung, welche in der Auslassröhre der Zapfpistole positionierbar ist, um den Kraftstoffstrom zu verengen sowie auszurichten und die Geschwindigkeit des Kraftstoffstromes abzusenken.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst einen ringförmigen Rahmen, dessen Umfang etwas kleiner als der Umfang der Bohrungen der Düsenröhre ist, sodass der Körper in die Röhre benachbart zur Auslassöffnung der Röhre gut passt. Die Vorrichtung weist eine konzentrische Nabe auf, welche mit dem Rahmen mittels dreier, relativ schmaler Streben verbunden ist, die in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet an der Nabe angeordnet sind. Die Nabe weist einen soliden bzw. massiven, zylindrischen vorderen Abschnitt, welcher zur Auslassöffnung weisend angeordnet ist, und einen zylinderförmigen hinteren Abschnitt mit einem offenen Ende auf, wobei der hintere Abschnitt weg von der Auslassöffnung angeordnet ist. Ein Kanal erstreckt sich von dem zylinderförmigen hinteren Abschnitt durch eine Strebe und den Rahmen zur Venturi-Öffnung.
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Wenn Kraftstoff durch die Röhre in Richtung der Auslassöffnung fließt, wird diese abgebremst und an der Vorrichtung in drei Ströme unterteilt. Die Kraftstoffströme fließen entlang des vorderen Abschnitts der Nabe und laufen in gewisser Weise komprimiert zusammen und im Wesentlichen ausgerichtet nahe der Auslassöffnung der Röhre. Die komprimierte und linear ausgerichtete Kraftstoffströmung tritt dann an der Auslassöffnung mit weniger Sprühen oder Spritzen aus.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigt:
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1 eine herkömmliche Zapfpistole zur Abgabe von Kraftstoff in Seitenansicht;
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2 einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ausrichtung der Strömung (Strömungsgleichrichter) in perspektivischer Ansicht von hinten;
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3 die Vorrichtung zur Ausrichtung der Strömung gemäß 2 in einer Ansicht von vorne;
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4 eine Schnittansicht entlang Linie 4-4 von 3;
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5 eine Röhre einer Kraftstoff-Zapfpistole mit in dieser angeordneten, erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ausrichtung der Strömung in perspektivischer Ansicht;
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6 eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ausrichtung der Kraftstoffströmung, welche in einer Röhre installiert ist, in einer Ansicht von vorne; und
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7 eine Schnittansicht entlang Linie 7-7 von 6.
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In allen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen funktionsgleiche Elemente.
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Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
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Die neuartige, erfindungsgemäße Vorrichtung zum Geraderichten bzw. Ausrichten einer Kraftstoffströmung ist im wesentlichen dazu bestimmt, in der Röhre einer Zapfpistole eines Kraftstoffabgabesystems, welche in 1 mit N bezeichnet ist, angeordnet zu werden. Die Zapfpistole N ist mit einer Abgabepumpe (nicht dargestellt) über einen Leitungsschlauch H verbunden und umfasst einen Betätigungshebel A, um den Strom durch die Zapfpistole zu beginnen und zu beenden, sowie eine Ausgaberöhre S. Die Röhre S ist derart ausgebildet und dimensioniert, dass sie in einen Füllstutzen eines Kraftfahrzeugtanks oder eines Speichercontainers, wie beispielsweise einen Benzinkanister, passt. Die Röhre umfasst an einem Ende eine Ausgabeöffnung O und ist an dem gegenüberliegenden Ende fluidleitend mit dem Fluidstrom von der Pumpe über die Zapfpistole verbunden. Jede Zapfpistole umfasst eine Venturi-Öffnung (beispielsweise Öffnung V in 5), welche zusammenwirkend mit einem Abschaltmechanismus verbunden ist, der den Fluidstrom stoppt, wenn das Aufnahmegefäß voll ist, wie im Stand der Technik bekannt. In jedem Fall soll die Zapfpistole N jede Art oder Ausführung von Kraftstoffabgabevorrichtung bzw. Kraftstoffabgabedüse repräsentieren, mit der die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausrichten bzw. Geraderichten der Strömung verwendbar ist.
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Die neuartige Vorrichtung zum Ausrichten bzw. Geraderichten der Kraftstoffströmung, die auch als Drossel bezeichnet werden kann, ist in den 2 bis 4 mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Die Drossel 10 weist einen ringförmigen Rahmen 12, eine konzentrische Nabe 14 und drei Streben 16, 18 und 20 auf. Der Rahmen 12 weist einen Durchmesser auf, welcher etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Röhre S, in der der Rahmen 12 angeordnet wird. Der Rahmen 12 ist in der dargestellten Umgebung ringförmig dargestellt, da der Querschnitt der Röhre S ringförmig ist. Es versteht sich, dass der Rahmen 12 jede andere Konfiguration haben kann, entsprechend dem Querschnitt der Röhre oder der Ausgabevorrichtung, in welcher der Rahmen 12 installiert wird, einschließlich oval, rechtwinklig oder Ähnliches.
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Wie aus 4 ersichtlich, weist die Nabe 14 eine relativ lang gestreckte, zylindrische Form auf, welche willkürlich als zwei Abschnitte umfassend beschrieben werden kann, nämlich mit einem soliden bzw. massiven vorderen Abschnitt 22 und einen zylinderförmigen hinteren Abschnitt 24 mit offenen Ende, der eine Bohrung 26 aufweist. Der vorderen Abschnitt 22 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist eine konisch zulaufende Spitze 28 auf.
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Die Streben 16, 18 und 20 sind gleichmäßig voneinander beabstandet, um die Nabe herum bei Winkeln von etwa 120° angeordnet und verbinden die Nabe 14 mit dem Rahmen 12 in derartiger Weise, dass sie die Vorrichtung versteifen und verstärken. Streben 16 und 18 sind identisch und in der beispielhaften Ausführungsform als solide rechtwinklige Elemente ausgebildet mit einer vorderen und hinteren Fläche 30, 32 und gegenüberliegenden Seitenflächen 34, 36, die alle im Wesentlichen dieselbe Länge aufweisen. Seitenflächen 34 und 36 sind breiter als jeweils die vordere und hintere Fläche 30, 32 und haben dieselbe Breite wie der Rahmen 12. Es ist bevorzugt, dass die Streben relativ schmal ausgebildet sind, so dass sie die Strömung abbremsen und teilen können, jedoch keinen übermäßigen Widerstand bzw. keine übermäßigen Turbulenzen in dem Kraftstoff bzw. der Strömung verursachen.
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Wie am besten aus 4 ersichtlich, ist die Strebe bzw. Speiche 20 anders ausgebildet und umfasst eine vordere und hintere Wand 38, 40 und Seitenwände 42, 44. Die vier Wände bilden einen inneren Hohlraum, nämlich einen Venturi-Kanal 46, aus, der fluidleitend mit der Bohrung 26 verbunden ist. Die Strebe 20 umfasst eine hohle, angrenzende, ringförmige, sich teilende Verlängerung 48 und ist an der Außenfläche des Rahmens 12, einen offenen Kanal durch den Rahmen an diesem Punkt ausbildend, angeordnet. Wie aus 4 ersichtlich, ist dadurch ein kontinuierlich offener Strömungskanal von der Verlängerung 48 durch den Kanal 46 und die Bohrung 26 ausgebildet. Die Verlängerung 48 ist derart dimensioniert, dass sie in eine Venturi-Öffnung V passt, wenn die Drossel in einer Düsenröhre angeordnet ist, und erlaubt dadurch eine korrekte Funktion der Venturi-Vorrichtung in Anwesenheit von Kraftstoffströmung nach der Drossel. Wenn die Drossel 20 in einer Ausgabevorrichtung verwendet werden soll, die keine Venturi-Öffnung aufweist, dann kann die Strebe 20 identisch wie die Streben 16 und 18 ausgebildet sein.
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Wie zuvor beschrieben ist der Umfang des Rahmens 12 derart ausgebildet, dass die Drossel passend in die Röhre nahe der Auslassöffnung der Röhre eingesetzt werden kann, wobei die Verlängerung 48 in der Venturi Öffnung angeordnet ist, wobei die Drossel entweder durch eine Presspassung oder mit anderen geeigneten Mitteln, wie beispielsweise einem Klebstoff oder ähnlichem, befestigt ist. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Drossel 10 aus einem im Wesentlichen steifen, elastisch verformbaren, chemisch resistenten Werkstoff hergestellt oder geformt, beispielsweise einem harzreichen Kunststoffwerkstoff, wie beispielsweise Delrin® (Dupont, Wilmington Delaware). Es versteht sich jedoch, dass die erfindungsgemäße Drossel aus jedem geeigneten Werkstoff hergestellt sein kann, wie beispielsweise Metall, Kunststoff, Harz oder jedem anderen geeigneten bekannten oder unbekannten Werkstoff, einstückig oder als Zusammenbau von Teilen, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.
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Die Drossel 10 wird zum Reduzieren von Sprühen bzw. Spritzen eingesetzt, wenn das Fluid die Auslassöffnung einer Fluidabgabevorrichtung, wie beispielsweise einer Röhre einer Kraftstoff-Zapfpistole, verlässt. Der Ausdruck ”Sprühen bzw. Spritzen” soll hierbei die herkömmliche Definition von Sprühen bzw. Spritzen bedeuten, einschließlich, jedoch nicht ausschließlich, jeder unerwünschte oder zufällige Austritt von Fluid. In der dargestellten Ausführungsform strömt der Kraftstoff als Strom durch seinen Fluidstromkanal und die Röhre und eventuell durch die Drossel 10. Die Verlängerung 48 ermöglicht, dass eine vorhandene Venturi-Funktion funktionsfähig bleibt kann.
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Der fließende Kraftstoffstrom wird leicht abgebremst und bei der Drossel durch die Streben in drei Ströme bzw. Teilströme unterteilt, wobei die relativ breiten Seitenwände der Streben Strömungsführungen ausbilden. Diese drei Ströme bzw. Teilströme fließen getrennt voneinander entlang der Seitenwände der Streben sowie dem vorderen Abschnitt der Nabe und laufen hinter der spitz zulaufenden Spitze der Nabe zusammen, wo sie einen stärker komprimierten oder verengten Strom aus drei linear ausgerichteten Strömen ausbilden. Dieses Zusammenlaufen erfolgt sehr nahe der Auslassöffnung O der Röhre. Dementsprechend kommt es zu weniger Sprühen bzw. Spritzen des Kraftstoffs, wenn dieser die Röhre verlässt, da der Kraftstoffstrom etwas abgebremst und relativ linear sowie komprimiert oder verengt ist.
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5 bis 7 veranschaulichen eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Geraderichten bzw. Ausrichten einer Strömung, welche in den Zeichnungen mit Bezugsziffer 50 gekennzeichnet ist. Wie aus 6 und 7 ersichtlich, umfasst die Vorrichtung zum Geraderichten bzw. Ausrichten oder die Drossel 50 einen im wesentlichen zylindrischen Rahmen 52 mit einer konzentrische Nabe 54, die mittels dreier Streben 56, 57 und 58 am Körper bzw. der Nabe befestigt ist, die sich mit Winkeln von 120° voneinander beabstandet von der Nabe erheben. Es versteht sich, dass der Rahmen 52 länger als der ringförmige Rahmen 12 der Drossel 10 ist. Die Nabe 54 ist nahe dem hinteren Ende des Rahmens angeordnet. Der Rahmen 52 umfasst einen vorderen Abschnitt, welcher durch eine vordere Rahmenwand 62 ausgebildet ist. Die Rahmenwand 62 umfasst eine in Umfangsrichtung umlaufende Nut 64, welche an der Außenfläche ausgebildet ist. Die Innenfläche 66 der vorderen Rahmenwand ist abgeschrägt, um ein Bohrungen 68 auszubilden, die sich von der Rückseite zur Vorderseite verjüngt.
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Die Nabe 54 umfasst einen soliden bzw. massiven, zylindrischen, vorderen Abschnitt 70 mit einer abgerundeten Spitze 71 und einen konzentrischen, zylinderförmigen hinteren Abschnitt 72 mit offenem Ende und innerer Bohrung 74. Von hinten nach vorne gesehen, weist die Bohrung 74 einen ersten Abschnitt 76, einen zweiten sich verjüngenden Abschnitt 78 und einen dritten konzentrischen Abschnitt 80 auf.
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Die Streben 56 um 57 sind relativ schmale, rechtwinklige Elemente mit relativ langen Seitenwänden. Die Streben erstrecken sich von der Nabe bei Winkeln von etwa 120°. Die Strebe 58 ist jedoch im Wesentlichen breiter als die anderen Streben ausgebildet, wie aus 6 ersichtlich. Wie aus den 5 und 7 ersichtlich, ist auf der Oberseite der Strebe 58 eine ringförmige Verlängerung 82 vorgesehen, welche derart ausgebildet ist, dass sie in die Venturi-Öffnung V passt. Es ist ein konisch geformter Venturi-Kanal 83 vorgesehen, der die Venturi-Öffnung V mit der Bohrung 74 verbindet. Die Öffnung des Kanals an der Verlängerung hat einen größeren Durchmesser als die Öffnung am Schnittpunkt mit der Bohrung 74, um die Venturi-Funktion zu verbessern.
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Die Drossel 50 kann aus den oben beschriebenen Werkstoffen hergestellt oder geformt sein. Der Umfang der Drossel 50 ist derart ausgebildet, dass diese eng in die Röhre passt. Die vordere Rahmenwand 62 kann bei der Umfangsnut 64 leicht zusammengedrückt werden, wenn die Drossel in die Röhre eingesetzt wird. Die Verlängerung 82 passt in die Venturi-Öffnung V, und die elastisch verformbare vordere Rahmenwand 62 ist dann gegen die Innenwand der Röhre vorgespannt. Die Drossel kann auf diese Weise in ihrer Position gehalten werden oder zusätzlich mit einem chemisch kompatiblen Klebstoff oder ähnlichem an ihrem Ort befestigt sein.
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Im Betrieb fließt der Kraftstoff als Strom durch die Röhre und gegebenenfalls durch die Drossel 50. Die Verlängerung 82 erlaubt die Funktionsfähigkeit der Venturi-Vorrichtung. Der fließende Kraftstoffstrom wird leicht abgebremst und durch die Drossel mittels der Streben in drei Teileströme geteilt. Die drei Teilströme fließen im wesentlichen getrennt voneinander entlang der Strebenwände und entlang des vorderen Abschnitt der Nabe und laufen an einem Punkt hinter der Spitze der Nabe, sehr nahe der Ausgangsöffnung der Röhre, zusammen, wo diese einen mehr komprimierten bzw. verengten Strom aus drei linear ausgerichteten Teilströmen bilden. In der Drossel 50 wird der Strom zusätzlich an der Ausflussöffnung durch die verjüngte Bohrung 68 verengt. Dementsprechend ergibt sich ein erheblich geringeres Sprühen bzw. Spritzen des Kraftstoffes, wenn dieser die Ausgangsöffnung der Röhre verlässt, da der Kraftstoffstrom relativ langsam, linear und komprimiert oder verengt ist.
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Obwohl die Hauptanwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Geraderichten bzw. Ausrichten der Strömung in deren Verwendung in einer Kraftstoff-Zapfpistole liegt, versteht es sich, dass die Erfindung bei jeder Art von Fluidausfluss oder Ausgabevorrichtung verwendet werden kann, wobei das Fluid nicht notwendigerweise Kraftstoff sein muss, ohne vom Umfang der Erfindung abzugehen. Beispielsweise kann die Vorrichtung zum Geraderichten bzw. Ausrichten der Strömung in einer Flüssigkeitsausgaberöhre in einer anderen Umgebung, wie beispielsweise einem Wasserschlauch, Getränkespender oder in anderen Fluidfluss- oder Abgabesystemen verwendet werden, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzugeben. Daher sind die voranstehende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen als Veranschaulichung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zu verstehen, beschreiben die Erfindung anhand einer beispielhaften Anwendung und sind nicht als Beschränkung bzw. Einschränkung auszulegen.
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Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Vorrichtung bzw. Drossel (10; 50) zur Reduktion des Sprühens beziehungsweise Spritzens von Kraftstoff, welcher aus einem Kraftstoffabgabesystem an einer Düsenröhre (S) einer Zapfpistole austritt, mit einem ringförmigen Rahmen (12; 52), welcher in der Röhre (S) benachbart zur Auslassöffnung angeordnet ist. Die Drossel (10; 50) umfasst eine konzentrische Nabe (14; 54), welcher mittels dreier, relativ schmaler Streben (16, 18, 20; 56, 57, 58), die gleichmäßig voneinander beabstandet um die Nabe (14; 54) herum angeordnet sind, mit dem Rahmen (12; 52) verbunden ist. Die Nabe (14; 54) umfasst einen soliden bzw. massiven vorderen Abschnitt (22; 70) und einen zylinderförmigen hinteren Abschnitt (24; 72). Ein Venturi-Kanal (46; 83) erstreckt sich von dem zylinderförmigen hinteren Abschnitt (24; 72) durch eine Strebe (20; 58) und den Rahmen (12; 52) zu der Venturi-Öffnung (V). Kraftstoff, welcher durch die Röhre (S) in Richtung der Auslassöffnung (O) fließt, wird durch die Drossel (10; 50) abgebremst und in drei Teilströme geteilt, fließt entlang des vorderen Abschnittes (22; 70) der Nabe (14; 54) und läuft verengt und linear ausgerichtet an der Auslassöffnung (O) der Röhre (S) zusammen, um ein Sprühen beziehungsweise Spritzen von Kraftstoff aus der Auslassöffnung (O) der Röhre (S) heraus zu reduzieren.
