EP0392194A1 - Ringspinnmaschine - Google Patents

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EP0392194A1
EP0392194A1 EP90104607A EP90104607A EP0392194A1 EP 0392194 A1 EP0392194 A1 EP 0392194A1 EP 90104607 A EP90104607 A EP 90104607A EP 90104607 A EP90104607 A EP 90104607A EP 0392194 A1 EP0392194 A1 EP 0392194A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spinning machine
positioning processor
machine according
program
individual drives
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP90104607A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Dipl.-Ing. Pasch (Fh)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SKF Textilmaschinen Komponenten GmbH
Original Assignee
SKF Textilmaschinen Komponenten GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H1/00—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
    • D01H1/14—Details
    • D01H1/20—Driving or stopping arrangements
    • D01H1/32—Driving or stopping arrangements for complete machines
    • D01H1/34—Driving or stopping arrangements for complete machines with two or more speeds; with variable-speed arrangements, e.g. variation of machine speed according to growing bobbin diameter
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H5/00—Drafting machines or arrangements ; Threading of roving into drafting machine
    • D01H5/18—Drafting machines or arrangements without fallers or like pinned bars
    • D01H5/32—Regulating or varying draft
    • D01H5/36—Regulating or varying draft according to a pre-arranged pattern, e.g. to produce slubs

Definitions

  • the invention relates to a spinning machine, the auxiliary units of which at least the driven cylinders of the drafting system and the ring rail are provided with individual drives each formed by an electric motor, the speeds of which can be set independently of one another.
  • the individual drives of the auxiliary units as well as those of the spindles are each formed by a synchronous motor or asynchronous motor.
  • Those of these motors which drive the cylinders of the drafting system and the ring bench, are each connected to a converter, the output frequency and output voltage of which can be set independently of one another.
  • the only actual value available here is a clock generator which is coupled to the delivery cylinder via a gearbox and which supplies the control frequency for those converters to which the An drive motors of the other auxiliary units are connected.
  • the invention has for its object to provide an improved spinning machine. This object is achieved by a spinning machine with the features of claim 1.
  • the solution according to the invention which is particularly suitable for spinning testers, but also offers advantages, for example in the production of special yarns, such as fancy yarns, not only enables exact synchronization of the individual drives even when the setpoints, thanks to the actual value signals supplied by the angle encoders are different.
  • the setpoint of the speed and the angular position can therefore be maintained with the same accuracy as with piecing programs and spinning programs as when operating the machine with the main spindle speed.
  • a speed program and / or angular position program that is completely independent of the other programs can be specified for all motors and that the programs can also be changed during operation.
  • the ring bench movement can be varied, not only with regard to the stroke and the advancement, but also with regard to the time course of the stroke movement.
  • the spindle speed can be varied depending on the ring bench position, in particular can be changed between a maximum and a minimum speed.
  • the individual drives for the carrier rails are also Balloon containment rings and the thread eyelets as well as their angle transmitters are connected to the positioning processor so that the movement of these auxiliary units can also be regulated according to your own programs.
  • the electric motors of the individual drives are preferably electronically commutating motors. However, other electric motors that enable precise positioning are also possible.
  • resolvers are provided as angle transmitters which have a very high angular resolution, for example approximately 1,000 steps per revolution.
  • other high-resolution angle encoders are also suitable.
  • the positioning processor preferably has at least one output for a converter control signal because, in the spinning machine according to the invention, the spindles are preferably also provided with individual drives which are connected to a controllable converter. If at least one of the spindles is provided with a speed probe, the actual value given by this speed probe can be fed to the positioning processor. Based on the actual value / setpoint comparison, this can then form the converter control signal.
  • the positioning processor has a connector for a personal computer. Programs can be conveniently entered into the positioning processor using this personal computer, and program changes can also be made during operation.
  • the position processor has a memory for at least one setpoint program, so that the personal computer does not have to be constantly connected to the positioning processor.
  • the positioning processor advantageously has an input for a "ring bank above” and / or a "ring bank below” signal. Furthermore, inputs for a start signal and a stop signal are expediently provided in order to be able to start a program manually and also to be able to manually stop the spinning machine.
  • a spinning machine has a drafting system consisting of a delivery cylinder 1, an apron cylinder 2 and two further cylinders 3 and 4 together with the associated pressure rollers, which feeds the starting material. Since the speeds usually increase from cylinder 4 to delivery cylinder 1, the material to be processed experiences a first advance between cylinder 4 and cylinder 3, a second advance between cylinder 3 and apron cylinder 2, and between apron cylinder 2 and delivery cylinder 1 a major default.
  • spindles 5 of the same design are arranged at a distance from one another, onto each of which a sleeve can be attached, which rotates together with the spindle 5 in the attached state.
  • the thread eyelets 6 are carried by a support rail 9 that can be moved up and down, the balloon containment rings 7 by a support rail 10 that can also be moved up and down, and the ring / rotor assemblies 8 by a ring bank 11 that can be moved up and down.
  • the spindles 5 are driven by means of an asynchronous motor 12, to each of which a speed sensor 13 is coupled, which generates a frequency signal proportional to the speed.
  • Each of the cylinders 1 to 4 is driven by an electronically commutating motor 14.
  • These motors 14 are each provided with a resolver with a resolution of approximately 1,000 steps per revolution.
  • the drive motors 16, 17 and 18, by means of which the carrier rail 9 or carrier rail 10 or the ring rail 11 are moved in the vertical direction, are electronically commutating motors in the exemplary embodiment.
  • These motors are also each provided with a resolver 19, which are designed like the resolvers 15.
  • the control of the electronically commutating motors 14 and 16 to 18 takes place via an amplifier 20 from a positioning processor 21.
  • the latter also supplies the control signal for a converter 23 to which the asynchronous motors 12 are connected.
  • the output signals of both the speed sensor 13 and all resolvers 15 and 19 are fed to the positioning processor 21.
  • the positioning processor 21 which contains, among other things, a microprocessor, a RAM and an EPROM, compares the actual values supplied by the speed sensors 13 and the resolvers 15 and 19 with corresponding target values.
  • the sampling rate is approximately 0.2 milliseconds.
  • the positioning processor 21 can therefore quickly detect deviations of the actual values from the target values and eliminate deviations by a corresponding change in the control signals which reach the amplifiers 20 and the converter 23.
  • a spinning speed, a main spinning speed and a spinning speed are usually specified for a spinning program.
  • the time within which the speed changes are to be carried out can also be specified.
  • the speed programs for cylinders 1 to 4, for the ring bench movement and for the support rails 9 and 10 must be specified.
  • the changes in the spindle speed depending on the position of the ring rail can be prescribed.
  • the positioning processor 21 Since a spinning program must start at a defined ring bank position, the positioning processor 21 has two inputs for the signals "ring bank above” and “ring bank below", which are supplied by two sensors, shown schematically as switches 24 and 25. If a start switch 26 is actuated manually, the signal of which is also fed to the positioning processor 21, then, if necessary, the ring bank is first moved into the start position. Only then is every necessary program started and carried out automatically. The spinning machine can be brought to a standstill by means of a manually operated stop switch 27.

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Abstract

Bei einer Spinnmaschine, von deren Nebenaggregaten zumindest die angetriebenen Walzen (1, 2, 3, 4) des Streckwerkes und die Ringbank (11) mit durch je einen Elektromotor ( 11, 18) gebildeten Einzelantrieben versehen sind, deren Drehzahlen unabhängig voneinander einstellbar sind, ist jeder Einzelantrieb (14, 16, 17, 18) mit einem Winkelgeber (15, 19) versehen. Die Winkelgeber (15, 19) sind an die Istwert-Eingänge eines Positionierprozessors (21) angeschlossen, der ständig die Istwerte mit den zugeordneten, ihm mittels eines Programms vorgegebenen Sollwerten vergleicht und für jeden Einzelantrieb (14, 15 17, 18) eine den zugehörigen Istwert/Sollwert-Vergleich berücksichtigende Steuergröße erzeugt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Spinnmaschine, von deren Neben­aggregaten zumindest die angetriebenen Zylinder des Streck­werkes und die Ringbank mit durch je einen Elektromotor ge­bildeten Einzelantrieben versehen sind, deren Drehzahlen un­abhängig voneinander einstellbar sind.
  • Bei einer bekannten Ringspinnmaschine (DE-OS 2 911 378) sind die Einzelantriebe der Nebenaggregate ebenso wie diejenigen der Spindeln durch je einen Synchronmotor oder Asynchronmotor gebildet. Diejenige dieser Motoren, welche die Zylinder des Streckwerkes und die Ringbank antreiben, sind an je einen Um­richter angeschlossen, deren Ausgangsfrequenz und Ausgangs­spannung unabhängig voneinander einstellbar sind. Als Istwert steht hierbei nur ein über ein Getriebe mit dem Lieferzylinder gekuppelter Taktgenerator zur Verfügung, der die Steuerfre­quenz für diejenigen Umrichter liefert, an welche die An­ triebsmotoren der anderen Nebenaggregate angeschlossen sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Spinnmaschine zu schaffen. Diese Aufgabe löst eine Spinnma­schine mit den Merkmalen des Ansprüches 1.
  • Die erfindungsgemäße Lösung, die sich besonders für Spinn­tester eignet, aber auch Vorteile beispielsweise bei der Her­stellung spezieller Garne, wie Effektgarne, bietet, ermöglicht dank der von den Winkelgebern gelieferte Istwert-Signale nicht nur einen exakten Synchronlauf der einzelnen Antriebe selbst dann, wenn die Sollwerte unterschiedlich sind. Man kann sogar übereinstimmende Winkelpositionen der Motorwellen und damit der von den Motoren angetriebenen Aggregate erreichen. Dies ist vor allem bei Drehzahländerungsprogrammen von großem Vorteil, also beispielsweise beim Anspinnvorgang und beim Abspinnvorgang. Im Gegensatz zu der bekannten Lösung mit einzelnen Umrichtern kann deshalb auch bei Anspinnprogrammen und Abspinnprogrammen der Sollwert der Drehzahl und der Winkelstellung mit ebenso großer Genauigkeit eingehalten werden wie beim Betrieb der Maschine mit der Hauptspinndrehzahl. Ein weiterer, wesentlicher Vorteil besteht darin, daß für alle Motoren ein von den übrigen Programmen völlig unabhängiges Drehzahlprogramm und/oder Winkel­positionsprogramm vorgegeben werden kann und daß die Programme auch während des Betriebs geändert werden können. So kann bei­spielsweise die Ringbankbewegung variiert werden, und zwar nicht nur hinsichtlich des Hubes und der Fortschaltung, sondern auch hinsichtlich des zeitlichen Verlaufes der Hubbewegung. Ferner kann beispielsweise die Spindeldrehzahl in Abhängigkeit von der Ringbankstellung variiert, insbesondere zwischen einer maximalen und einer minimalen Drehzahl verändert werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind zusätzlich zu den Einzelantrieben für die Zylinder des Streckwerkes und für die Ringbank auch die Einzelantriebe für die Trägerschienen der Balloneingrenzungsringe und der Garnösen sowie deren Winkelgeber an den Positionierprozessor angeschlossen, damit auch die Bewe­gung dieser Nebenaggregate nach eigenen Programmen geregelt werden kann.
  • Die Elektromotoren der Einzelantriebe sind vorzugsweise elek­tronisch kommutierende Motoren. Aber auch andere Elektromo­toren, die eine winkelgenaue Positionierung ermöglichen, kom­men in Frage.
  • Als Winkelgeber sind bei einer bevorzugten Ausführungsform Resolver vorgesehen, welche eine sehr hohe Winkelauflösung haben, beispielsweise etwa 1.000 Schritte pro Umdrehung. Aber auch andere hochauflösende Winkelgeber sind geeignet.
  • Der Positionierprozessor weist vorzugsweise mindestens einen Ausgang für ein Umrichtersteuersignal auf, weil vorzugsweise bei der erfindungsgemäßen Spinnmaschine auch die Spindeln mit Einzelantrieben versehen sind, die an einen steuerbaren Umrichter angeschlossen sind. Sofern wenigstens eine der Spindeln mit einer Drehzahlsonde versehen ist, kann der von dieser Dreh­zahlsonde gegebene Istwert dem Positionierprozessor zugeführt werden. Dieser kann dann aufgrund des Istwert/Sollwert-Ver­gleiches das Umrichtersteuersignal bilden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat der Positionier­prozessor einen Anschluß für einen Personal-Computer. Mittels dieses Personal-Computers können bequem Programme in den Posi­tionierprozessor eingegeben werden und Programmänderungen auch während des Betriebs vorgenommen werden. Vorzugsweise hat den­noch der Positionsprozessor einen Speicher für wenigstens ein Sollwertprogramm, damit der Personal-Computer nicht ständig an den Positionierprozessor angeschlossen sein muß.
  • Damit die Programme in einer definierten Stellung der Ring­ bank gestartet werden können, hat der Positionierprozessor vorteilhafterweise einen Eingang für eine "Ringbank oben"- und/oder ein "Ringbank unten"- Signal. Ferner sind zweck­mäßigerweise Eingänge für ein Startsignal und ein Stopsignal vorgesehen, um manuell ein Programm starten und ebenfalls manuell die Spinnmaschine stillsetzen zu können.
  • Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.
    • Die einzige Figur zeigt eine unvollständige und schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels und der zugehörigen Schal­tung.
  • Eine Spinnmaschine hat ein aus einem Lieferzylinder 1, einem Riemchenzylinder 2 sowie zwei weiteren Zylindern 3 und 4 samt den dazugehörigen Andrückrollen bestehendes Streckwerk, welches das Ausgangsmaterial zuführt. Da üblicherweise die Drehzahlen vom Zylinder 4 zum Lieferzylinder 1 hin zunehmen, erfährt das zu verarbeitende Material zwischen dem Zylinder 4 und dem Zy­linder 3 einen ersten Vorverzug, zwischen dem Zylinder 3 und dem Riemchenzylinder 2 einen zweiten Vorverzug und zwischen dem Riemchenzylinder 2 sowie dem Lieferzylinder 1 einen Haupt­verzug.
  • Unterhalb des Streckwerkes sind in Längsrichtung der Zylinder 1 bis 4 im Abstand nebeneinander gleich ausgebildete Spindeln 5 angeordnet, auf die je eine Hülse aufgesteckt werden kann, die sich in aufgestecktem Zustand zusammen mit der Spindel 5 dreht. Auf diese Hülse wird der Faden aufgewickelt, der vom Lieferzylinder 1 kommt und zunächst eine Garnöse 6 und dann einen Balloneingrenzungsring 7 durchläuft, ehe er über eine Ring/Läufer-Anordnung 8 zur Hülse gelangt und dort aufgewickelt wird. Die Garnösen 6 werden von einer auf und ab bewegbaren Trägerschiene 9, die Balloneingrenzungsringe 7 von einer eben­falls auf und ab bewegbaren Trägerschiene 10 und die Ring/Läu­fer-Anordnungen 8 von einer auf und ab bewegbaren Ringbank 11 getragen.
  • Der Antrieb der Spindeln 5 erfolgt mittels je eines Asynchron­motors 12, mit dem je ein Drehzahlgeber 13 gekuppelt ist, der ein der Drehzahl proportionales Frequenzsignal erzeugt. Jeder der Zylinder 1 bis 4 wird von einem elektronisch kommutieren­den Motor 14 angetrieben. Diese Motoren 14 sind mit je einem Resolver mit einer Auflösung von etwa 1.000 Schritten pro Um­drehung versehen. Auch die Antriebsmotoren 16, 17 und 18, mittels deren die Trägerschiene 9 bzw. Trägerschine 10 bzw. die Ringbank 11 in vertikaler Richtung bewegt werden, sind im Ausführungs­beispiel elektronisch kommutierende Motoren. Diese Motoren sind ebenfalls mit je einem Resolver 19 versehen, die wie die Resolver 15 ausgebildet sind.
  • Die Steuerung der elektronisch kommutierenden Motoren 14 sowie 16 bis 18 erfolgt über je einen Verstärker 20 von einem Posi­tionierprozessor 21 aus. Letzterer liefert auch das Steuer­signal für einen Umrichter 23, an den die Asynchronmotoren 12 angeschlossen sind. Dem Positionierprozessor 21 werden die Ausgangssignale sowohl der Drehzahlgeber 13 als auch alle Re­solver 15 und 19 zugeführt. Der Positionierprozessor 21, der unter anderem einen Mikroprozessor, ein RAM und ein EPROM ent­hält, vergleicht die von den Drehzahlgebern 13 und den Resolvern 15 sowie 19 gelieferten Istwerte mit entsprechenden Sollwerten. Die Abtastrate beträgt ca. 0,2 Millisekunden. Der Positionier­prozessor 21 kann deshalb Abweichungen der Istwerte von den Sollwerten rasch erkennen und durch eine entsprechende Änderung der Steuersignale, welche zu den Verstärkern 20 und dem Um­richter 23 gelangen, Abweichungen beseitigen. Daher lassen sich nicht nur die Drehzahlen der elektronisch kommunitierenden Motoren 14 sowie 16 bis 18, sondern auch die Winkelpositionen von deren Wellen mit hoher Genauigkeit einhalten. Entsprechendes gilt für die Regelung der Asynchronmotoren 12, bei denen jedoch eine winkelgenaue Position nicht erforderlich ist.
  • Die Programmeingabe und eventuelle Programmänderungen, die bei einem Einsatz der Spinnmaschine als Spinntester auch während der Arbeit vorgenommen werden können, erfolgen mittels eines Personal-Computers 22, der allerdings nur so lange an den Posi­tionierprozessor 21 angeschlossen sein muß, als eine Kommuni­kation mit diesem vorhanden ist, weil die eingegebenen Daten im Positionierprozessor gespeichert werden.
  • Üblicherweise wird für ein Spinnprogramm eine Anspinndrehzahl, eine Hauptspinndrehzahl und eine Abspinndrehzahl vorgegeben. Außerdem kann die Zeit vorgegeben werden, innerhalb deren die Drehzahländerungen ausgeführt werden sollen. Ferner müssen die Drehzahlprogramme für die Zylinder 1 bis 4, für die Ring­bankbewegung so wie für die Trägerschienen 9 und 10 vorgegeben werden. Weiterhin kann beispielsweise die Veränderungen der Spindeldrehzahl in Abhänigkeit von der Stellung der Ringbank vorgeschrieben werden.
  • Da ein Spinnprogramm bei einer definierten Ringbankstellung beginnen muß, hat der Positionierprozessor 21 zwei Eingänge für die Signale "Ringbank oben" und "Ringbank unten", welche von zwei schematisch als Schalter 24 und 25 dargestellten Sen­soren geliefert werden. Wird manuell ein Startschalter 26 be­tätigt, dessen Signal ebenfalls dem Positionierprozessor 21 zugeführt wird, dann wird zunächst, falls erforderlich, die Ringbank in die Startposition gefahren. Erst dann wird selbst­tätig jedes notwendige Programm gestartet und durchgeführt. Mittels eines manuell betätigbaren Stopschalters 27 kann die Spinnmaschine zum Stillstand gebracht werden.
  • Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind als weitere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

Claims (9)

1. Spinnmaschine, von deren Nebenaggregaten zumindest die angetriebenen Walzen des Streckwerkes und die Ringbank mit durch je einen Elektromotor gebildeten Einzelantrieben ver­sehen sind, deren Drehzahlen unabhängig voneinander einstell­bar sind, dadurch gekennzeichnet, daß
a) jeder Einzelantrieb (14, 16, 17, 18) mit einem Winkel­geber (15, 19) versehen ist,
b) die Winkelgeber (15, 19) an die Istwert-Eingänge eines Positionierprozessors (21) angeschlossen sind, der stän­dig die Istwerte mit den zugeordneten, ihm mittels eines Programms vorgegebenen Sollwerten vergleicht und für jeden Einzelantrieb (14, 15 17, 18) eine den zugehöri­gen Istwert/Sollwert-Vergleich berücksichtigende Steuergröße erzeugt.
2. Spinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Einzelantrieben (14, 18) für die Zylinder (1 bis 4) des Streckwerkes und für die Ringbank (11) auch die Einzelantriebe (16, 17) für Trägerschienen (9, 10) von Balloneingrenzungsringen (7) und Garnösen (6) sowie deren Winkelgeber (19) an den Positionierprozessor (21) ange­schlossen sindd.
3. Spinnmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, daß die Elektromotoren der Einzelantriebe (14, 16, 17, 18) elektronisch kommutierende Motoren sind.
4. Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Winkelgeber Resolver (15, 19) vor­gesehen sind.
5. Spinnmaschinen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindeln (5) mit Einzelantrieben (12) versehen sind, die an einen Umrichter (23) angeschlos­sen sind, und daß der Positionierprozessor (21) wenigstens einen Ausgang für ein Umrichtersteuersignal aufweist.
6. Spinnmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Spindeln (5) mit einer Drehzahlsonde (13) versehen ist, die als Istwert-Geber zumindest indirekt an den Positionierprozessor (21) angeschlossen ist, der ständig den Istwert mit einem vorgegebenen Sollwert oder Sollwertprogramm vergleicht und das Umrichtersteuersignal unter Berücksichtigung dieses Vergleichs bildet.
7. Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionierprozessor (21) einen Anschluß für einen Computer, vorzugsweise einen Personal-­Computer (22), zur Dateneingabe einschließlich der Programm­eingabe hat.
8. Spinnmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionierprozessor (21) einen Speicher für we­nigstens ein Sollwertprogramm enthält.
9. Spinnmaschine nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch Eingänge des Positionierprozessors (21) für ein Startsignal, ein Stopsignal sowie für ein "Ringbank oben" - und/oder "Ringbank unten" - Signal.
EP90104607A 1989-04-15 1990-03-12 Ringspinnmaschine Withdrawn EP0392194A1 (de)

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DE3912489 1989-04-15
DE3912489 1989-04-15
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EP0392194A1 true EP0392194A1 (de) 1990-10-17

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EP90104607A Withdrawn EP0392194A1 (de) 1989-04-15 1990-03-12 Ringspinnmaschine

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