DE19830426A1 - Timing gear control drive for IC engine - Google Patents

Timing gear control drive for IC engine

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DE19830426A1
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Mike Kohrs
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Abstract

The control drive consists of intake and outlet camshafts (3,4), each with a drive pulley (18,19) for a drive belt, and hydraulic devices (5,6) to adjust valve timing. The devices are fastened to the same ends of the camshafts, and the drive pulleys are charged or connected by the belt, so that they rotate in opposite directions when seen from one end of the cylinder head. The hydraulic devices consist pref. of the same components. The devices have a common e.g. electromagnetic 4/3 path valve (13), for the hydraulic medium.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Steuertrieb für einen in einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine eingebauten Ventiltrieb, bestehend aus wenigstens je einer Einlaß- und Auslaßnockenwelle, die nebeneinanderliegen und denen je eine bevorzugt über ein Hydraulikmittel beaufschlagbare Vorrichtung zum Verstellen der Steuerzeiten zugeordnet ist, wobei zumindest eine Vorrichtung eingangsseitig ein Antriebsrad für ein Treibmittel wie einen Riemen oder eine Kette aufweist, welches Treibmittel von einer Kurbelwelle beaufschlagbar ist.The invention relates to a control drive for a in a cylinder head Internal combustion engine built-in valve train, consisting of at least one each Intake and exhaust camshafts that are next to each other and one each preferably a device for adjustment which can be acted upon by a hydraulic medium is assigned to the control times, with at least one device on the input side has a drive wheel for a propellant such as a belt or a chain, which propellant can be acted upon by a crankshaft.

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Derartige Steuertriebe sind der Fachwelt hinreichend bekannt und müssen an dieser Stelle nicht näher erläutert werden. Dabei ist das Treibmittel in aller Regel derartig um die Antriebsräder gelegt, daß diese von einem Ende des Zylinderkopfes aus gesehen einen gleichen Drehsinn haben. Nun ist es beispielsweise für den Start der Brennkraftmaschine wünschenswert, daß lediglich eine geringe Ventilüberschneidung der Gaswechselventile vorliegt. Dies wird dadurch bewerkstelligt, indem durch die jeweiligen Vorrichtungen die Auslaßnockenwelle in Richtung frühes Öffnen und Schließen der entsprechenden Gaswechselventile und die Einlaßnockenwelle in Richtung spätes Öffnen und Schließen der entsprechenden Gaswechselventile verschoben wird. Hierbei ist es erforderlich, innerhalb der Vorrichtungen unterschiedlich dimensionierte Anschläge vorzusehen bzw. bei gleichen Anschlägen tritt ein unterschiedlicher Verschleiß dieser auf. Auch müssen in die Vorrichtung integrierte Druckfedern, welche beispielsweise eine Notlaufposition bzw. eine Frühstellung der Auslaß- und eine Spätstellung der Einlaßventile garantieren, unterschiedlich eingebaut werden, wobei ein ausreichender Bauraum nur vorzugsweise an einer motorfernen Seite der Vorrichtung vorhanden ist. Gleichzeitig ist festzustellen, daß weitere Zusatzfunktionen wie Verriegelungsmittel für die gewünschte Startposition eines Kolbens in den Vorrichtungen unterschiedlich eingebaut werden müssen.Such control drives are well known to the specialist world and must be used not explained in more detail here. The blowing agent is usually so placed around the drive wheels that these from one end of the Seen from the cylinder head have the same direction of rotation. Now it is for example, for the start of the internal combustion engine, it is desirable that only  there is a slight overlap of the gas exchange valves. this will accomplished in that by the respective devices Exhaust camshaft in the direction of early opening and closing of the corresponding Gas exchange valves and the intake camshaft towards the late opening and Closing the corresponding gas exchange valves is postponed. Here it is required, differently dimensioned stops within the devices to be provided or different wear occurs with the same stops this on. Compression springs integrated into the device must also be used for example an emergency running position or an early position of the outlet and one Guarantee that the intake valves are in a late position, are installed differently, sufficient space only preferably on a side remote from the engine the device is present. At the same time it should be noted that further Additional functions such as locking means for the desired starting position of a Pistons must be installed differently in the devices.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Steuertrieb der vorbeschriebenen Gattung zu schaffen, bei dem die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind.The invention is therefore based on the object of a control drive create the type described above, in which the disadvantages shown are eliminated.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 dadurch gelöst,
According to the invention, this object is achieved by the features of the characterizing part of claim 1,

  • a) daß, in Längsrichtung des Zylinderkopfes gesehen, die Vorrichtungen an einem gleichen Ende der Nockenwellen befestigt sind, wobei die Antriebsräder so vom Treibmittel beaufschlagt oder miteinander verbunden sind, daß sie von einem Ende des Zylinderkopfes aus gesehen einen gegenläufigen Drehsinn haben unda) that, seen in the longitudinal direction of the cylinder head, the devices a same end of the camshafts are attached, the drive wheels so acted upon by the propellant or connected to each other that they from seen from one end of the cylinder head an opposite direction of rotation have and
  • b) daß die Vorrichtungen zumindest weitestgehend, jedoch vorzugsweise vollständig, aus gleichen Teilen bestehen.b) that the devices are at least largely, but preferably completely, consist of equal parts.

Alternativ hierzu wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des nebengeordneten Anspruchs 2 dadurch gelöst,
Alternatively, this object is achieved by the features of the characterizing part of the independent claim 2,

  • a) daß, in Längsrichtung des Zylinderkopfes gesehen, an einem Ende der Einlaßnockenwelle die eine Vorrichtung und am gegenüberliegenden Ende der Auslaßnockenwelle die andere Vorrichtung befestigt ist, wobei die Antriebsräder so von je einem Treibmittel beaufschlagt sind, daß sie von einem Ende des Zylinderkopfes aus gesehen einen gleichen Drehsinn haben unda) that, seen in the longitudinal direction of the cylinder head, at one end of the Intake camshaft one device and at the opposite end of the Exhaust camshaft is attached to the other device, the Drive wheels are each acted upon by a propellant that they from one Seen from the end of the cylinder head and have the same direction of rotation
  • b) daß die Vorrichtungen zumindest weitestgehend, jedoch vorzugsweise vollständig, aus gleichen Teilen bestehen.b) that the devices are at least largely, but preferably completely, consist of equal parts.

Durch diese vorgenannten Maßnahmen reduziert sich der Bauteileaufwand für den genannten Steuertrieb erheblich. Man kann für einen DOHC-Ventiltrieb Vorrichtungen verwenden, die komplett gleich aufgebaut sind. Zur Erzielung der unterschiedlichen Startpositionen ist es dann, wie erfindungsgemäß nach einer Variante genannt, lediglich erforderlich, das Treibmittel s-förmig um die Antriebsräder zu legen. Somit ist einerseits eine frühe Startposition für die Vorrichtung der Auslaßnockenwelle, beispielsweise auf der motorfernen Seite, und die späte Startposition für die Vorrichtung der Einlaßnockenwelle, beispielsweise ebenfalls an einer motorfernen Seite, realisiert. Anschläge und Startverriegelungen können gleich ausgebildet und gleich angeordnet in der entsprechenden Vorrichtung werden.The above-mentioned measures reduce the component expenditure for the mentioned control drive considerably. You can go for a DOHC valve train Use devices that are completely identical. To achieve the it is then different starting positions, as according to the invention after a Called variant, only required, the blowing agent s-shaped around To put drive wheels. On the one hand, this is an early starting position for the Exhaust camshaft device, for example on the side remote from the engine, and the late starting position for the intake camshaft device, for example also realized on a side remote from the engine. Attacks and Start interlocks can be designed and arranged in the same way in the corresponding device.

In Konkretisierung der Erfindung ist es vorgesehen, in den Steuertrieb für beide Nockenwellen lediglich ein elektromagnetisches Schaltventil zu integrieren. Dabei ist es von besonderem Vorteil, daß dessen Ölkanäle für eine Nockenwellenseite nicht gekreuzt verlegt werden müssen. Denkbar ist es jedoch auch, jeden Versteller mit einem separaten Schaltventil zu versehen, was die Variabilität des erfindungsgemäßen Steuertriebs zusätzlich erhöht.In concrete terms, the invention provides for the control drive for both To integrate camshafts only an electromagnetic switching valve. Here it is particularly advantageous that its oil channels for a camshaft side do not have to be laid crossed. However, it is also conceivable for everyone To provide adjuster with a separate switching valve, which increases the variability of the control drive according to the invention additionally increased.

Wie genannt, sollen den Nockenwellen des erfindungsgemäßen Steuertriebs vorzugsweise Axialkolbenversteller bzw. Drehflügelversteller als Vorrichtungen zum Relativverstellen zugeordnet werden. Gleichfalls ist es denkbar und ausdrücklich mit vom Schutzumfang dieser Erfindung eingeschlossen, lediglich ein Antriebsrad eines Verstellers mit dem Treibmittel zu beaufschlagen. Das weitere Antriebsrad kann beispielsweise über ein Stirnrad o. ä. getrieben werden.As mentioned, the camshafts of the control drive according to the invention preferably axial piston adjuster or rotary vane adjuster as devices be assigned for relative adjustment. It is also conceivable and expressly included within the scope of this invention, only one  To drive an adjuster with the propellant. The further The drive wheel can be driven, for example, via a spur gear or the like.

Alternativ ist es vorgesehen, die eine Vorrichtung der Einlaßnockenwelle an einer Stirnseite der Brennkraftmaschine und die weitere Vorrichtung der Auslaßnockenwelle an einer gegenüberliegenden Stirnseite der Brennkraftmaschine zu positionieren. Hierbei können wiederum identische Vorrichtungen verwendet werden. Die Nockenwellen müssen hier den gleichen Drehsinn haben, wobei selbstverständlich an jeder Stirnseite ein Treibmittel verläuft.Alternatively, it is provided that the device of the intake camshaft on a Front side of the internal combustion engine and the further device of the Exhaust camshaft on an opposite face of the Position internal combustion engine. Here again, identical ones can be used Devices are used. The camshafts must be the same here Have a sense of rotation, with a blowing agent on each end, of course runs.

Selbstverständlich ist diese Erfindung auch auf einen Ventiltrieb mit vier oder mehr Nockenwellen übertragbar.Of course, this invention also applies to a valve train with four or more Transferable camshafts.

Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

Die Erfindung wird zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is advantageously explained in more detail with reference to the drawing. It demonstrate:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Steuertrieb und Fig. 1 shows a cross section through a control drive and

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht auf einen Zylinderkopf mit Antriebsrädern und Treibmittel. Fig. 2 is a schematic side view of a cylinder head with drive wheels and propellant.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

Fig. 1 offenbart einen Ventiltrieb 1 einer Brennkraftmaschine im Bereich deren Zylinderkopfes 2. Der Ventiltrieb 1 besteht aus zwei nebeneinanderliegenden Nockenwellen 3, 4, wobei die Nockenwelle 3 zur Betätigung von Einlaßventilen und die Nockenwelle 4 zur Beaufschlagung von Auslaßventilen dient. Jeder Nockenwelle 3, 4 ist stirnseitig je eine Vorrichtung 5, 6 zum Verstellen der Steuerzeiten zugeordnet. Diese Vorrichtungen 5, 6 sind hier als Axialkolbenversteller ausgebildet, wobei die Erfindung sich jedoch auch ausdrücklich auf Ventiltriebe bezieht, deren Vorrichtungen als Drehflügelversteller o. ä. hergestellt sind. - Eine Beschreibung des Aufbaus und der Wirkungsweise der vorgenannten Vorrichtungen wird an dieser Stelle nicht vorgenommen, da dies der Fachwelt hinreichend bekannt ist. - Jedoch wird erwähnt, daß jede Vorrichtung 5, 6 einen Axialkolben 7, 8 besitzt, der Druckkammern 9, 10; 11, 12 für hydraulisches Mittel trennt. Gleichzeitig ist zu erkennen, daß zwischen den Vorrichtungen 5, 6 ein Schaltventil 13 eingebaut ist. Das Schaltventil 13 ist hier als 4/3-Wege-Ventil ausgebildet und versorgt beide Vorrichtungen 5, 6 gleichzeitig. Dabei kreuzen sich Kanäle 14, 15; 16, 17 für das Hydraulikmittel nicht. Fig. 1 discloses a valve drive of an internal combustion engine 1 in the region of the cylinder head 2. The valve train 1 consists of two side-by-side camshafts 3 , 4 , the camshaft 3 serving to actuate intake valves and the camshaft 4 to act on exhaust valves. Each camshaft 3 , 4 is assigned a device 5 , 6 on the end face for adjusting the timing. These devices 5 , 6 are designed here as axial piston adjusters, but the invention also relates expressly to valve drives, the devices of which are manufactured as rotary vane adjusters or the like. - A description of the structure and operation of the aforementioned devices is not made at this point, as this is well known to the specialist world. - However, it is mentioned that each device 5 , 6 has an axial piston 7 , 8 , the pressure chambers 9 , 10 ; 11 , 12 for hydraulic medium separates. At the same time it can be seen that a switching valve 13 is installed between the devices 5 , 6 . The switching valve 13 is designed here as a 4/3-way valve and supplies both devices 5 , 6 simultaneously. Channels 14 , 15 intersect; 16 , 17 for the hydraulic medium not.

Jeder Vorrichtung 5, 6 ist eingangsseitig ein Antriebsrad 18, 19 zugeordnet. Wie Fig. 2 näher zeigt, ist ein Treibmittel 20 (hier Kette) so verlegt, daß die Antriebsräder 5, 6 mit gegensätzlichem Drehsinn verlaufen. Dies ist dadurch bewerkstelligt, daß das Treibmittel 20 s-förmig um die Antriebsräder 5, 6 verlegt ist. Wie Fig. 1 offenbart, bewirkt der gegenläufige Drehsinn der Antriebsräder 18, 19, daß die späte Startposition (+) des Axialkolbens 7 in der Vorrichtung 5 für die Einlaßnockenwelle 3 die gleiche Lage wie die frühe Startposition (-) des Axialkolbens 8 der Vorrichtung 6 für die Auslaßnockenwelle 4 ist. Somit können nicht nur bezüglich der Verzahnung gleich aufgebaute Vorrichtungen 5, 6 verwendet werden, sondern es sind auch Axialanschläge für die Axialkolben 7, 8 sowie nicht näher erläuterte Mittel zur Startverriegelung 21, 22 gleich aufgebaut und gleich positionierbar. A drive wheel 18 , 19 is assigned to each device 5 , 6 on the input side. As Fig. 2 shows in more detail, a propellant 20 (here chain) is laid so that the drive wheels 5 , 6 run in opposite directions. This is accomplished in that the propellant 20 is s-shaped around the drive wheels 5 , 6 . As disclosed in FIG. 1, the opposite direction of rotation of the drive wheels 18 , 19 causes the late starting position (+) of the axial piston 7 in the device 5 for the intake camshaft 3 to be in the same position as the early starting position (-) of the axial piston 8 of the device 6 for the exhaust camshaft 4 . Thus, not only devices 5 , 6 of the same structure can be used with regard to the toothing, but also axial stops for the axial pistons 7 , 8 and means for starting locking 21 , 22 ( not explained in more detail) are constructed identically and can be positioned in the same way.

BezugszeichenlisteReference list

11

Ventiltrieb
Valve train

22nd

Zylinderkopf
Cylinder head

33rd

Nockenwelle
camshaft

44th

Nockenwelle
camshaft

55

Vorrichtung
contraption

66

Vorrichtung
contraption

77

Axialkolben
Axial piston

88th

Axialkolben
Axial piston

9-129-12

Druckraum
Pressure room

1313

Schaltventil
Switching valve

14-1714-17

Kanal
channel

1818th

Antriebsrad
drive wheel

1919th

Antriebsrad
drive wheel

2020th

Treibmittel
Propellant

2121

Mittel zur Startverriegelung
Starting lock means

2222

Mittel zur Startverriegelung
Starting lock means

2323

Steuertrieb
(EV) Einlaßventilseite
(AV) Auslaßventilseite
(-) Position frühes Öffnen und Schließen der Gaswechselventile
(+) Position spätes Öffnen und Schließen der Gaswechselventile
(ω) Drehrichtung Anstriebsrad
Timing drive
(EV) intake valve side
(AV) exhaust valve side
(-) Position early opening and closing of the gas exchange valves
(+) Late opening and closing position of the gas exchange valves
(ω) Direction of rotation drive wheel

Claims (10)

1. Steuertrieb (23) für einen in einen Zylinderkopf (2) einer Brennkraftmaschine eingebauten Ventiltrieb (1), bestehend aus wenigstens je einer Einlaß- und Auslaßnockenwelle (3, 4), die nebeneinanderliegen und denen je eine bevorzugt über ein Hydraulikmittel beaufschlagbare Vorrichtung (5, 6) zum Verstellen der Steuerzeiten zugeordnet ist, wobei zumindest eine Vorrichtung (5, 6) eingangsseitig ein Antriebsrad (18, 19) für ein Treibmittel (20) wie einen Riemen oder eine Kette aufweist, welches Treibmittel (20) von einer Kurbelwelle beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet,
  • a) daß, in Längsrichtung des Zylinderkopfes gesehen, die Vorrichtungen (5, 6) an einem gleichen Ende der Nockenwellen (3, 4) befestigt sind, wobei die Antriebsräder (18, 19) so vom Treibmittel (20) beaufschlagt oder miteinander verbunden sind, daß sie von einem Ende des Zylinderkopfes aus gesehen einen gegenläufigen Drehsinn haben und
  • b) daß die Vorrichtungen (5, 6) zumindest weitestgehend, jedoch vorzugsweise vollständig, aus gleichen Teilen bestehen.
1. Control drive ( 23 ) for a valve drive ( 1 ) built into a cylinder head ( 2 ) of an internal combustion engine, consisting of at least one intake and exhaust camshaft ( 3 , 4 ), which lie next to one another and each of which has a device which can preferably be acted upon by a hydraulic medium ( 5 , 6 ) for adjusting the timing, at least one device ( 5 , 6 ) on the input side having a drive wheel ( 18 , 19 ) for a propellant ( 20 ) such as a belt or chain, which propellant ( 20 ) from a crankshaft can be acted upon, characterized in that
  • a) that, seen in the longitudinal direction of the cylinder head, the devices ( 5 , 6 ) are attached to the same end of the camshafts ( 3 , 4 ), the drive wheels ( 18 , 19 ) being acted upon by the propellant ( 20 ) or connected to one another that they have an opposite direction of rotation seen from one end of the cylinder head and
  • b) that the devices ( 5 , 6 ) at least largely, but preferably completely, consist of the same parts.
2. Steuertrieb nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet,
  • a) daß, in Längsrichtung des Zylinderkopfes (2) gesehen, an einem Ende der Einlaßnockenwelle (3) die eine Vorrichtung (5) und am gegenüberliegenden Ende der Auslaßnockenwelle (4) die andere Vorrichtung (6) befestigt ist, wobei die Antriebsräder (18, 19) so von je einem Treibmittel beaufschlagt sind, daß sie von einem Ende des Zylinderkopfes (2) aus gesehen einen gleichen Drehsinn haben und
  • b) daß die Vorrichtungen (5, 6) zumindest weitestgehend, jedoch vorzugsweise vollständig, aus gleichen Teilen bestehen.
2. Control drive according to the features of the preamble of claim 1, characterized in
  • a) that, seen in the longitudinal direction of the cylinder head ( 2 ), at one end of the intake camshaft ( 3 ) one device ( 5 ) and at the opposite end of the exhaust camshaft ( 4 ) the other device ( 6 ) is fixed, the drive wheels ( 18 , 19 ) are acted upon by a propellant such that they have the same direction of rotation as seen from one end of the cylinder head ( 2 ) and
  • b) that the devices ( 5 , 6 ) at least largely, but preferably completely, consist of the same parts.
3. Steuertrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibmittel (20), ausgehend von dem Rad, s-förmig um die Antriebsräder (18, 19) gelegt ist oder daß das Treibmittel (20), ausgehend von dem Rad, um lediglich eines der Antriebsräder (18 oder 19) gelegt ist, wobei das andere Antriebsrad (19 oder 18) über eine Stirnverzahnung oder eine ähnliche Verbindung mit dem vom Treibmittel (20) beaufschlagten Antriebsrad (18 oder 19) gekoppelt ist.3. Control drive according to claim 1, characterized in that the propellant ( 20 ), starting from the wheel, S-shaped around the drive wheels ( 18 , 19 ) or that the propellant ( 20 ), starting from the wheel, only one of the drive wheels ( 18 or 19 ) is placed, the other drive wheel ( 19 or 18 ) being coupled via a spur toothing or a similar connection to the drive wheel ( 18 or 19 ) acted upon by the propellant ( 20 ). 4. Steuertrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Vorrichtungen (5, 6) der nebeneinanderliegenden Nockenwellen (3, 4) ein gemeinsames Schaltventil (13) für das Hydraulikmittel wie ein elektromagnetisches Schaltventil zugeordnet ist, dessen gleiche Kanäle (14, 16; 15, 17) gleich angeordnete Druckkammern (10, 12; 9, 11) für das Hydraulikmittel in beiden Vorrichtungen (5, 6) ansteuern.4. Control drive according to claim 1, characterized in that the devices ( 5 , 6 ) of the adjacent camshafts ( 3 , 4 ) is assigned a common switching valve ( 13 ) for the hydraulic medium as an electromagnetic switching valve, the same channels ( 14 , 16 ; 15 , 17 ) control pressure chambers ( 10 , 12 ; 9 , 11 ) for the hydraulic medium in both devices ( 5 , 6 ) which are arranged in the same way. 5. Steuertrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (13), in Draufsicht auf den Zylinderkopf (2) gesehen, zwischen den beiden Nockenwellen (3, 4) angeordnet ist.5. Control drive according to claim 4, characterized in that the switching valve ( 13 ), seen in plan view of the cylinder head ( 2 ), is arranged between the two camshafts ( 3 , 4 ). 6. Steuertrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (14 und 15; 16 und 17) kreuzungsfrei verlaufen.6. Control drive according to claim 4, characterized in that the channels ( 14 and 15 ; 16 and 17 ) run without crossing. 7. Steuertrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Vorrichtungen (5, 6) der nebeneinanderliegenden Nockenwellen (3, 4) je ein Schaltventil für das Hydraulikmittel wie ein elektromagnetisches Schaltventil zugeordnet ist.7. Control drive according to claim 1 or 2, characterized in that the devices ( 5 , 6 ) of the adjacent camshafts ( 3 , 4 ) each have a switching valve for the hydraulic medium as an electromagnetic switching valve is assigned. 8. Steuertrieb nach Anspruch 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltventil ein 4/3-Wege-Ventil eingesetzt ist. 8. Control drive according to claim 4 or 7, characterized in that as Switching valve a 4/3-way valve is used.   9. Steuertrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen (5, 6) als Axialkolbenversteller ausgebildet sind.9. Control drive according to claim 1 or 2, characterized in that the devices ( 5 , 6 ) are designed as axial piston adjusters. 10. Steuertrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen (5, 6) als Drehflügelversteller hergestellt sind.10. Control drive according to claim 1 or 2, characterized in that the devices ( 5 , 6 ) are manufactured as rotary vane adjusters.
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