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Die Erfindung betrifft Vergaser für kleine
Verbrennungsmotoren, insbesondere ein Verfahren zum Herstellen von
Vergasern für kleine Verbrennungsmotoren, so wie diese
bei Rasenmähern, Schneegebläsen, Kettensägen oder
dergleichen verwendet werden.
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Herkömmliche Vergaser wurden im allgemeinen hergestellt
durch Gesenkschmieden eines Gehäuses sowie durch
Befestigen einer Kraftstoff-Wannen-Einheit hieran mittels
Schraubverbindungen. Das gesenkgeschmiedete Gehäuse ist
entweder aus Aluminium oder Zink hergestellt. Da
gesenkgeschmiedetes Aluminium oft dazu neigt, porös zu sein,
müssen gesenkgeschmiedete Aluminium-Vergasergehäuse
zunächst mit einem speziellen Dichtungsmaterial
imprägniert werden. Nach dem Gießen muß das Gehäuse bearbeitet
werden, um zahlreiche Öffnungen, Bohrungen und
dergleichen herzustellen, während als Gesenkschmiedematerial
Zink verwendet werden kann, das nicht so porös wie
Aluminium ist, so daß es nicht imprägniert werden muß, um das
Gehäuse abzudichten, so hat jedoch Zink ein höheres
Gewicht und ist teurer als Aluminium und deswegen kein
bevorzugtes Material. Bei kleinen Verbrennungsmotoren,
besonders solchen, die für tragbare oder leicht
manövrierbare Anwendungen bestimmt sind, wie Kehrgebläse,
Leichtgewicht-Schneegebläse usw., ist es besonders
wichtig, daß das Gewicht des Vergasers auf einem Minimum
gehalten wird.
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Alternativ zum Herstellen von gesenkgeschmiedeten
Vergasergehäusen wurde in US-A-3 188 060 und GB-A-900 443
vorgeschlagen, hülsenförmige Vergasergehäuse
herzustellen, beispielsweise aus Metallblech. Derart gebildete
Gehäuse müssen notwendigerweise einen einfachen
Querschnitt
haben. Demgemäß lassen sich kompliziertere
Formen, die dieses Verfahren anwenden, nicht wirtschaftlich
herstellen.
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Die Kraftstoffwanne der vorbekannten Vergasereinheiten
wurde im wesentlichen entweder aus Metallguß hergestellt,
oder wurde aus Kunststoff geformt. Vorbekannte Vergaser
wurden auch vorgesehen mit geformten Plastikgehäusen, in
dem Bemühen, das Bearbeiten zu verringern sowie die
Gesamtzahl von Einzelelementen, die ein Vergaser braucht.
Durch Herstellen des Vergasers aus Plastik lassen sich
viele Einzelheiten, die normalerweise bearbeitet werden
müssen, formen. Es ist jedoch schwierig, gewisse der
Öffnungen sowie weitere Merkmale auszuformen, die enge
Toleranzen einhalten müssen, beispielsweise 0,05 mm bei
einer Abmessung von 6,35 mm oder größer. Zwei
Gegenstände, die insbesondere schwierig bei
Kunststoff-Vergasergehäusen herzustellen sind, sind die Drosselbohrung sowie
die Drosselwellenbohrung. Diese beiden Bohrungen müssen
sehr enge Toleranzen einhalten, und ihre gegenseitige
Ausrichtung im Vergasergehäuse ist kritisch. Ein gutes
Arbeiten des Vergasers verlangt eine genaue
Drosselbohrung, insbesondere bei einem
Voll-Progressions-Vergaser. Selbst dann, wenn enge Toleranzen während des
Kunststoff-Formverfahrens eingehalten werden können, so
neigt jedoch das Kunststoffmaterial über der Zeitdauer,
nachdem die Kunststoffstruktur einem thermischen Zyklus
und/oder einer Spannung unter Last unterworfen wurde, zu
einem Verformen aufgrund des plastischen Kriechens, so
dar die Toleranzgrenzen demgemäß ausgeweitet werden.
Hersteller haben versucht, dieses Problem dadurch zu
vermeiden, daß gewisse Funktionen des Vergasers weggelassen
wurden, wie beispielsweise ein Leerlaufsystem, womit
sowohl die Arbeitsmöglichkeiten verringert als auch die
Notwendigkeit präziser Bohrungen vermieden wird.
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Bei einigen Vergaserkonstruktionen aus Kunststoff werden
die Drosselbohrung, die Drosselwellenbohrung sowie die
Leerlauf-Progressionsbohrungen in einem Aluminiumteil des
Vergasers bearbeitet, um enge Toleranzen sicherzustellen.
Bei einem weiteren Versuch, die Arbeitsqualität eines
geformten Kunststoffvergasers zu verbessern, wurden
Hochqualitätsglas, verstärkter Kunststoff oder
mineralgefüllte Kunststoffwerkstoffe verwendet. Derartige
Füllstoffe machen jedoch das Bohren und Bearbeiten des
Kunststoffvergasers sehr schwierig. Außerdem können die
Kosten eines Hochqualitäts-Kunststoff so hoch wie jene
von Aluminium sein.
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Ein weiteres Problem vorbekannter Kunststoffvergaser
besteht darin, daß die Arbeitsqualität einiger
Kunststoffe bei Kontakt mit Benzin, Benzin-Alkohol-Gemischen
und insbesondere abgebautem Benzin, welches Säuren und
Peroxyde enthält, sich verschlechtert. Demgemäß ist es
wünschenswert, einen Vergaser für kleine
Verbrennungsmotoren zu schaffen, der nicht nur kostengünstig und
einfach in der Herstellung ist, sondern auch eine
tadellose Arbeitsqualität hat, der einfach zu montieren und
leicht zu warten ist.
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Die vorliegende Erfindung vermeidet die Nachteile der
oben beschriebenen, vorbekannten Vergaser durch Schaffen
eines Verfahrens zum Herstellen eines Vergasers,
umfassend das Ausformen eines Aluminiumextrudats mit einer
durchgehenden Axialbohrung, durch Ablängen eines
Vergaserkörpers vorgegebener Länge vom Extrudat, durch
Vorsehen eines Venturi-Elementes und Einführen des
Venturi-Elementes axial in die Durchgangsbohrung des
Gehäuses, durch Bereitstellen einer Kraftstoffwanne,
durch Befestigen der Kraftstoffwanne am Gehäuse, und
durch Einformen von Kraftstoffkanälen im Gehäuse.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß
sie einen kostengünstigen Vergaser beschafft, der
tadellose Arbeitsqualität aufweist und sehr einfach zu
montieren ist, wobei das Herstellungsverfahren des Vergasers
automatisiert werden kann.
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Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der
vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Werkzeugkosten zum
Herstellen des Vergasers niedriger sind, als jene, die
bei vorbekannten Verfahren zum Herstellen von Vergasern
notwendig waren.
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Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der
vorliegenden Erfindung besteht darin, dar dieses zu einem
Aluminiumvergaser geringen Gewichtes führt, wobei das
extrudierte Gehäuse nicht imprägniert werden muß, um das
Gehäuse abzudichten, so wie extrudiertes Aluminium, und
viel weniger porös ist, als gesenkgeschmiedetes
Aluminium.
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Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der
vorliegenden Erfindung besteht darin, dar dieses zu einem Vergaser
führt, der leicht zu warten ist, da der Vergaser
lediglich durch Entfernen des Federclips zerlegt werden kann,
ohne die Anwendung spezieller Werkzeuge.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung
ist im einzelnen in Anspruch 2 angegeben.
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Die vorgenannten sowie weitere Merkmale und Aufgaben
dieser Erfindung sowie die Art und Weise, diese zu
erzielen, werden klar, und die Erfindung selbst wird leichter
verständlich unter Bezugnahme auf die folgende
Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung in Verbindung
mit den beigefügten Zeichnungen:
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Figur 1 ist eine Front-Aufrißansicht eines extrudierten
Vergasergehäuses.
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Figur 2 ist eine Seiten-Aufrißansicht des
Vergasergehäuses von Figur 1, von rechts gesehen.
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Figur 3 ist eine Seiten-Aufrißansicht des Vergasers von
Figur 2, von rechts her gesehen, wobei mehrere Kanäle und
Ausnehmungen im extrudierten Gehäuse gestrichelt
dargestellt sind.
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Figur 4 ist eine Schnittansicht des Vergasergehäuses von
Figur 1 entlang der Linie 4-4 in Figur 3.
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Figur 5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in
Figur 1, das Vergasergehäuse mit einem hierin
eingesetzten Venturi-Element zeigend.
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Figur 6 ist eine Schnittansicht einer Vergasereinheit mit
dem Vergasergehäuse von Figur 1.
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Figur 7 ist eine Front-Aufrißansicht der Vergasereinheit
von Figur 6.
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Figur 8 ist eine Seiten-Aufrißansicht der Vergasereinheit
von rechts her gesehen in Figur 7.
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Figur 9 ist eine Aufrißansicht des Venturi-Elementes für
den Vergaser von Figur 6.
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Entsprechende Bezugszeichen bedeuten entsprechende Teile
in den verschiedenen Ansichten der Zeichnung.
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Die hierin dargestellten Beispiele veranschaulichen eine
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in einer
bestimmten Form; derartige Beispiele sind nicht
dahingehend zu deuten, daß sie den Schutzumfang der Erfindung
gemäß der beigefügten Ansprüche begrenzen.
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Es wird auf die Figuren 1-4 Bezug genommen. Dort ist ein
Vergasergehäuse 10 dargestellt, das durch Extrudieren
eines Längenabschnittes aus Aluminium gebildet ist durch
ein Extrusionswerkzeug, wovon sodann ein gewünschter
Längenabschnitt abgeschnitten wird. Ein Vorteil des
Anwendens extrudierten Aluminiums für das Vergasergehäuse
besteht darin, daß extrudiertes Aluminium nicht mit einem
Versiegelungsmaterial imprägniert werden muß, um es
nicht-porös zu machen, so wie dies bei
gesenkgeschmiedetem Aluminium der Fall ist. Wie man erkennt durch
Bezugnahme insbesondere auf die Figuren 2 und 3, laufen
sämtliche extrudierten Teile des Vergasergehäuses in
Längsrichtung des Gehäuses von rechts nach links, und sind von
gleichförmigen Querabmessungen, so wie in den Figuren 1-3
gezeigt. So umfaßt das Extrudat, wie gezeigt, eine flache
Basis 12, eine Durchgangsbohrung 14, einen Vorsprung 16
und einen oberen Teil 18. Zusätzliche Bohrungen,
Vorsprünge und dergleichen können je nach Bedarf für eine
bestimmte Vergaserkonstruktion vorgesehen sein. Dieses
Verfahren des Herstellens eines Vergasergehäuses ist
deshalb vorteilhaft, weil die Extrudat-Oberfläche
verglichen mit Gesenkschmiedeteilen glatt ist, die nicht
gleichmäß glatt gemacht werden können; demgemäß ist
weniger Bearbeiten notwendig für das Finish der einzelnen
Oberflächen des Vergasergehäuses.
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Es wird darauf verwiesen, dar die Werkzeugkosten für das
Vergasergehäuse ebenfalls niedriger als jene für das
Gesenkschmieden sind.
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Die flache Basis 12 wird verwendet, um das Gehäuse 10 an
der Kraftstoffwanne zu montieren, wie im folgenden
erklärt werden wird. Der stehende Oberteil 18 ist
vorgesehen, um sicherzustellen, daß genügend Material
vorhanden ist, um eine Drossel- und Choke-Wellen-Bohrung zu
schaffen, was einen Lagerbereich abgibt, um den
Verschleiß zu verringern. Nach dem Extrudieren des
Gehäuses und nach dem Ablängen werden
Bearbeitungsvorgänge vorgenommen, um weitere Bohrungen, Öffnungen,
Kanäle oder dergleichen im Vergasergehäuse vorzusehen.
Das Bearbeiten der Bohrungen und Kanäle ist auf vier
Seiten statt auf sechs Seiten begrenzt, so wie dies der
Fall ist bei geschmiedeten Vergasergehäusen, um die
Automatisierung zu begünstigen. Es versteht sich, daß
zusätzliche Bohrungen im Vergasergehäuse vorgenommen werden
können, so wie beispielsweise eine Drosselwellenbohrung
20, so wie in Figur 3 gezeigt, eine Düsenbohrung 22 und
eine Kraftstoffwannen-Belüftungsbohrung 24. Wie in Figur
4 dargestellt, sind zusätzlich eine
Standrohr-Belüftungsbohrung 30 wie auch Belüftungsbohrungen 32 und 34 dem
Gehäuse angeformt.
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Der nächste Schritt im Bearbeitungsprozeß ist das
Einfügen des Venturi-Elementes in die Durchgangsbohrung 14 des
Vergasers.
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Es wird auf die Figuren 5 und 9 verwiesen, wo ein
Venturi-Element gezeigt ist. Das Venturi-Element kann
entweder geformt, gegossen oder bearbeitet sein. Bei der
bevorzugten Ausführungsform ist das Venturi-Element aus
Kunststoff geformt. Das Venturi-Element umfaßt einen
Ringkanal oder eine Ringnut 42 an seinem einen Ende,
sowie eine Axialnut 44, die mit der Ringnut 42
kommuniziert. Diese beiden Nuten bilden nach dem Montieren des
Venturi-Elementes in der Durchgangsbohrung 14 Kanäle zum
Zwecke der Belüftung. So läßt sich beispielsweise aus
Figur 5 erkennen, dar Ringnut 42 an die
Standrohrbelüftung 30 angeschlossen ist. Unter Bezugnahme auf Figur 4
sei vermerkt, dar der Belüftungskanal 32 an den Kanal
angeschlossen ist, der aus der Ringnut 42 mit der Wand
oder Durchgangsbohrung 14 gebildet ist. Schließlich sei
vermerkt, daß die Wannenbelüftung 24 mit dem Kanal
kommuniziert, der durch die Nut 42 mit der Durchgangsbohrung
14 gebildet ist.
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Unter Bezugnahme auf Figur 9 erkennt man, daß das
Venturi-Element 40 einen sich verjüngenden Kantenbereich
46 aufweist, der nach Einfügen des Venturi-Elementes 40
in die Durchgangsbohrung 14 aufgrund der Tatsache nach
innen umgebogen wird, daß die sich verjungende Kante 46
flexibel ist. Das Venturi-Element ist auf diese Weise in
Durchgangsbohrung 14 dichtend befestigt, wobei keine
Leckage um das Venturi-Element herum möglich ist.
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Venturi-Element 40 umfaßt ferner eine Düsenbohrung 48,
die mit der Düsenbohrung 42 in Gehäuse 10 fluchtet, aus
Gründen, die nachfolgend erklärt werden sollen.
Schließlich sei darauf verwiesen, daß Venturi-Element derart
gestaltet ist, daß es eine Düsenbohrung 50 aufweist, zum
Erzeugen einer Zone niedrigen Druckes im Venturi-Element
40, so wie dies bei Vergaser-Verengungen der Fall ist.
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Zusammenfassend bestehen die Schritte, die notwendig
sind, um das beschriebene Vergasergehäuse zu bilden,
darin, das Extrudat im Extrusionswerkzeug zu bilden, das
Extrudat abzulängen, die notwendigen Bearbeitungsvorgänge
vorzunehmen, um die verschiedenen Kanäle und Bohrungen im
Gehäuse herzustellen, und das Venturi-Element in die
Durchgangsbohrung des Vergasergehäuses einzusetzen.
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Das Vergasergehäuse ist nun fertig zur Montage in die
Kraftstoff-Wannen-Einheit, wie man am besten aus den
Figuren 6-8 erkennt. Die Vergasereinheit 42 umfaßt das
Vergasergehäuse 10 und die Kraftstoff-Wannen-Einheit 54.
Das Vergasergehäuse ist mit einer Drosselwelle 56
ausgerüstet, die in die Drosselwellenbohrung 20 eingesetzt und
gegen den oberen Teil 18 des Gehäuses mittels eines
Dichtringes 57 abgedichtet ist. Drosselwelle 56 weist
eine Drosselplatte 58 auf, die mittels eines
Befestigungselementes 60 hieran befestigt ist, um das
Kraftstoffgemisch in die Zylinder des Motors zu steuern.
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Die Kraftstoff-Wannen-Einheit 54 umfaßt eine Düse 62, die
durch die Düsenbohrung 22 in Gehäuse 10 und die
Düsenöffnung 48 in Venturi-Element 40 eingeführt wird. Somit
erkennt man, daß die Düse 62 dazu beiträgt, das Venturi-
Element 40 zu positionieren und in der Durchgangsbohrung
14 des Gehäuses 10 zu halten. Die Düse 62 umfaßt einen
Düsenkanal 64, wobei Kraftstoff in die Verengung 50 des
Venturi-Elementes aus der Kraftstoffwanne 70 gezogen
werden kann. Die Kraftstoffwanne 70 ist im dargestellten
Ausführungsbeispiel aus Kunststoff geformt, kann jedoch
auch auf andere Weise gebildet sein, beispielsweise aus
Metallguß. Durch Formen der Kraftstoff-Wanne 70 aus
Kunststoff lassen sich eine Anzahl von Komponenten direkt
der Kraftstoff-Wannen-Einheit anformen, statt dieser
zuzufügen, was zusätzliche Kostenersparnis bringt. Die
geformte Kraftstoff-Wannen-Einheit 54 umfaßt ein
Standrohr 72, das aus einer stehenden Wand 74 gebildet
ist, welche im wesentlichen zentral der Kraftstoff-Wanne
70 angeformt ist. Innerhalb des Standrohres 72 ist eine
Feder 76 vorgesehen, um die Düse 62 nach oben zu drücken,
wobei die Schulter 82 der Düse 62 an der Fläche 12 des
Gehäuses 10 anliegt, und damit eine gute Abdichtung
hierzu herstellt. Die Düse 62 ist innerhalb des
Standrohres 72 mittels eines O-Ringes 78 abgedichtet, der in
einer Nut 80 sitzt, um Kraftstoff daran zu hindern, über
den Bodenteil der Düse 62 in den oberen Teil des
Standrohres 72 zu gelangen. Man erkennt, daß das Standrohr
mittels Kanal 30 belüftet ist, der, wie oben beschrieben,
mit dem Kanal kommuniziert, der durch die Ringnut 42 mit
der Bohrung 14 des Gehäuses 10 gebildet ist. Düse 62
umfaßt ferner zwei zusätzliche Bohrungen 84 und 86, durch
welche Luft in den Düsenkanal 64 durch die Öffnung 84
eingezogen werden kann, und worin Kraftstoff in das
Standrohr 72 durch Kanal 76 strömen kann. Eine
Dosierstrahlbohrung 88 ist im Bodenteil der Düse 62 eingeformt,
wobei Kraftstoff vom Boden des Standrohres 72 durch die
Bohrung 88 in den Düsenkanal 64 hineindosiert wird.
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Ein Gemischschraubengehäuse 64 ist in Figur 7 gezeigt, im
gezeigten Ausführungsbeispiel mit Kugeln verstopft. Ein
Kraftstoffeinlaß 96 ist vorgesehen, der bei Bedarf mit
einem Kraftstoffventil versehen sein kann. Ein Federclip
98 ist vorgesehen, um die Kraftstoff-Wannen-Einheit 54 am
Gehäuse 10 zu befestigen. Federclip 98 umfaßt ein Paar
Schenkel 100, die die obere Seite der Fläche 12 umfassen,
ferner einen Steg zum Erfassen der
Kraftstoff-Wannen-Einheit 54 und zu dessen Befestigen am Gehäuse 10. Die
Kraftstoff-Wannen-Einheit 54 ist gegen das Gehäuse 10
mittels einer elastischen Dichtung 104 abgedichtet, so
wie dies bei Vergasereinheiten üblich ist. Schließlich
ist in Figur 8 ein Pfropfen 108 zum Absperren der
Leerlauftasche gezeigt, so wie bei herkömmlichen Vergasern.
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Zusammengefaßt wird nach dem Ausformen der Kraftstoff-
Wanne 70 eine Feder 76 in das Standrohr 72 eingeführt,
worauf die Düse 62 mit einem O-Ring 78 in das Standrohr
72 eingeführt wird. Die gesamte Kraftstoff-Wannen-Einheit
54 wird sodann am Gehäuse 10 mit der dazwischengefügten
Dichtung 104 befestigt. Die Kraftstoff-Wannen-Einheit 54
umfaßt ferner ein Paar Positionierstifte, die in
Bohrungen in der Fläche 12 des Vergasergehäuses 10 eingeführt
werden. Demgemäß sind zum Befestigen der gesamten Einheit
keine Verschraubungsmittel notwendig. Soll Vergaser
zerlegt werden, so braucht umgekehrt lediglich Clip 98
entfernt zu werden, worauf die gesamte Kraftstoff-Wannen-
Einheit gereinigt werden kann. Das Warten der
Vergasereinheit wird somit vereinfacht und lädt sich ohne
Entfernen des gesamten Vergasers von einem Motor
durchführen. Es sei vermerkt, daß durch Anordnen der Motoreinheit
wie auch der Kraftstoffdüse und dergleichen als Teile der
Kraftstoff-Wannen-Einheit das Warten des Vergasers
durchgeführt werden kann, ohne daß die Verbindungsmittel zum
Betreiben der Drossel und des Chokes gelöst und entfernt
werden müssen, womit die Notwendigkeit entfällt, diese
Teile nach dem Reinigen und Zusammenbauen des Vergasers
wieder zu justieren.