EP0624674B1 - Vorrichtung zur optischen Detektion eines Schussfadens und diese Vorrichtung umfassender Schussfadenspeicher - Google Patents

Vorrichtung zur optischen Detektion eines Schussfadens und diese Vorrichtung umfassender Schussfadenspeicher Download PDF

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EP0624674B1
EP0624674B1 EP94107218A EP94107218A EP0624674B1 EP 0624674 B1 EP0624674 B1 EP 0624674B1 EP 94107218 A EP94107218 A EP 94107218A EP 94107218 A EP94107218 A EP 94107218A EP 0624674 B1 EP0624674 B1 EP 0624674B1
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rays
weft
angle
turn
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Pietro Zenoni
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LGL Electronics SpA
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LGL Electronics SpA
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D47/00—Looms in which bulk supply of weft does not pass through shed, e.g. shuttleless looms, gripper shuttle looms, dummy shuttle looms
    • D03D47/34—Handling the weft between bulk storage and weft-inserting means
    • D03D47/36—Measuring and cutting the weft
    • D03D47/361—Drum-type weft feeding devices
    • D03D47/367—Monitoring yarn quantity on the drum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H63/00—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package
    • B65H63/02—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material
    • B65H63/024—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material responsive to breakage of materials
    • B65H63/028—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material responsive to breakage of materials characterised by the detecting or sensing element
    • B65H63/032—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material responsive to breakage of materials characterised by the detecting or sensing element electrical or pneumatic
    • B65H63/0321—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material responsive to breakage of materials characterised by the detecting or sensing element electrical or pneumatic using electronic actuators
    • B65H63/0324—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material responsive to breakage of materials characterised by the detecting or sensing element electrical or pneumatic using electronic actuators using photo-electric sensing means, i.e. the defect signal is a variation of light energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the present invention relates to a weft detecting optical device, particularly for detecting the presence of a reserve of weft and/or the breakage of the weft on weft feeders for looms and textile machines in general, and to a weft feeder including said device.
  • weft feeders are units that have a fixed drum on which a rotating arm winds a plurality of turns of thread that form a reserve of weft.
  • the reserve turns unwind from the drum on demand of the loom or textile machine, and before the reserve is depleted said rotating arm winds other turns so as to constantly supply the reserve of turns; a series of rods that move in a wavelike manner causes the axial advancement of the turns fed from the base toward the head of the drum of the unit.
  • a detection device which is sensitive to the presence of the reserve turns of the thread, activates the rotating arm when the number of said turns of the reserve drops below a preset limit.
  • Devices for detecting the presence of the turns of reserve thread based on the use of one or more light ray emitting devices, generally constituted by photodiodes, and of one or more receivers for said light rays, generally constituted by phototransistors, are already known.
  • a first method consists in detecting, by means of the phototransistor, or receiver, the change produced by the interference of the thread in the light rays that are emitted by the photodiode and reflected by a mirror on top of which the turns of thread are arranged.
  • a second known method consists in detecting the light rays that are reflected by said thread and emitted by said photodiode.
  • WO 92/09516 discloses a thread optical sensing device, which includes a combination of features as recited respectively in the preambles of the appended claims 1, 8 and 14, and which includes in particular: a light source aimed at a predetermined passage region for the thread; a receiver directed to receive scattered light reflected from the thread in the passage region; and a shield element arranged beneath the thread which is constructed or arranged such that it does not reflect the light from the light source to the receiver and does not allow light reflected from areas or objects on the other side of the shield element to reach the receiver.
  • the shield element is a black plastic plate, or alternatively may consist of a material which allows the light coming from the light source to pass and which is opaque in the opposite direction, approximately like a semireflecting mirror.
  • the change in the reflected light rays produced by the interference of the thread is in fact very small and hard to detect, with the result that the useful signal emitted by the phototransistor is uncertain, very weak and often lower than the evaluation limit with respect to the "noise" threshold corresponding to the ambient lighting.
  • the greatest drawback of the second known detection method resides in that the light reflection index is highly affected by the color and count of the thread and this circumstance causes considerable problems in the calibration, which must be changed each time according to the characteristics of the thread being processed. Furthermore, the signal emitted by the phototransistor is greatly affected by the level of the ambient light in this case as well.
  • a principal aim of the present invention is essentially to eliminate these severe drawbacks, and within the scope of this general aim, another important object of the invention is to provide an optical device for detecting the presence of reserve turns of weft as specified that is capable of providing a signal of substantial amplitude which is independent of the color, count and kind of the thread being processed.
  • a particular and important object of the present invention is to obtain a device that can provide a signal that has a substantially constant value and is independent of the presence and intensity of the ambient light.
  • Another object of the invention is to provide a device which is structurally simple, has limited dimensions and is reliable in operation.
  • an optical device for detecting the presence of a reserve of weft and/or the breakage of the weft which includes:
  • the multiple-reflection means include a pair of opposite reflecting surfaces which are mutually orientated so that the beam of incident rays and the beam of emerging rays mutually intersect at a point lying on the surface plane of the transparent plate, so that when a turn of weft is located at said intersection point it interrupts both said incident rays beam and said emerging rays beam, thus screening the phototransistor from the light.
  • an optical device for detecting the presence of a reserve of weft and/or the breakage of the weft on weft feeders for textile machines which comprises:
  • a weft detection optical device which comprises:
  • the reference numeral 10 generally designates the weft feeder, which includes a fixed drum 11 on which a hollow rotating arm 12, rigidly coupled to a driving shaft 13 which is also hollow, winds a plurality of turns of thread F that forms a thread reserve RF.
  • the thread On demand of the loom or other textile machine, the thread unwinds from the drum and passes, in a known manner, through a braking means 14 and a thread guiding eyelet 15.
  • the thread reserve is constantly compensated by the arm 12 which is activated by a turn presence sensor S and winds new turns of thread onto the drum 11 when the reserve drops below a preset number of turns.
  • a series of rods 16 that move in a wavelike manner produces, in a known manner, the axial advancement of the turns fed by the arm 12, by moving them from the base toward the head of the drum 11.
  • the turn presence sensor S includes a photodiode 17 and a phototransistor 18, or other equivalent emitter and receiver means, which are arranged at the same face of a plate of transparent material 19 which is provided on the drum 11 and on which the turns of the thread reserve RF rest.
  • the photodiode 17 directs onto the transparent plate 19 a beam of incident rays R 1 which is inclined with respect to said plate by an angle of incidence ⁇ .
  • the phototransistor 18 is arranged along the path of a beam R 2 of rays that emerge from the plate 19 at an angle ⁇ , briefly termed reflection angle, with respect to said plate.
  • the plate 19 At the face of the plate 19 that is directed toward the drum 11 there are multiple optical reflection means 20 for bending the incident rays R 1 so that the angle ⁇ produced by the emerging rays R 2 is significantly different from the angle of incidence ⁇ .
  • the optical reflection means 20 include a pair of opposite reflecting surfaces 21-22 which are inclined by respective angles ⁇ and ⁇ with respect to the plate and form a reflection triangle.
  • the rays R 2 are reflected from this surface onto the plate 19, forming a reflection triangle A-B-V, and emerge from the plate 19 so as to form with it an angle which is equal (minus the refraction correction factor) to twice the reflection angle ⁇ /2 on the surface 22.
  • the inclinations ⁇ and ⁇ of the reflecting surfaces 21-22 are chosen so that they are equal to 90 o - ⁇ /2 and 90 o - ⁇ /2 respectively, as clearly shown in figure 3.
  • the same figure also shows that the incident rays R 1 and the emerging ones R 2 mutually intersect at the point V which coincides with the vertex of the reflection triangle and lies on the plane of the plate 19.
  • a turn SP of the reserve of turns RF reaches the point V, it interrupts both beams R 1 and R 2 , and the phototransistor 18, being completely screened from the light, emits a signal "s" that indicates the presence of turns; this signal, in accordance with the stated aim and objects, is fully free from uncertainties and has a constant and substantial amplitude.
  • the plate 19 and the reflecting surfaces 21 and 22 can be part of a single optical prism such as 30, in which preferably the outer face of the surfaces 21 and 22 is covered with reflecting material.
  • the surfaces 21 and 22 are constituted by individual mirrors which are supported by a container that is closed by the transparent plate 19.
  • FIG 4 illustrates the arrangement of a weft feeder such as 10 which includes, in addition to the described sensor S, a second identical sensor S' which is arranged at the base of the drum 11 to detect whether the weft thread F has broken and provide the loom, or other user machine, with a corresponding thread breakage signal.
  • a weft feeder such as 10 which includes, in addition to the described sensor S, a second identical sensor S' which is arranged at the base of the drum 11 to detect whether the weft thread F has broken and provide the loom, or other user machine, with a corresponding thread breakage signal.
  • Figures 5 and 6 illustrate a different embodiment of the sensor S according to the invention, particularly suitable for very fine or particularly shiny weft threads.
  • the incident rays R 1 and the emerging ones R 2 form, with respect to the plane of the plate 19, respective angles ⁇ and ⁇ that can be indifferently equal or different, and the extensions of said rays mutually intersect at a virtual point V' that lies outside the plate 19 on the side where the photodiode 17 and the phototransistor 18 are located.
  • a cup-shaped recess 31 is formed on the plate 19 and accommodates a stud 32 that cooperates with the multiple-reflection means 20.
  • the stud 32 which is made of opaque material, can move in contrast with the action of a spring 33 and has an enlarged head 34 shaped like a spherical segment and a stem 35 that extends beyond the bottom of the recess 31, at right angles to the plane of the plate 19, on the side of the reflecting surfaces 21 and 22.
  • the stud 32 is normally retained by the spring 33 in the inactive position shown in figure 5, in which the head 34 protrudes with respect to the plate 19.
  • the stem 35 lies above the base "1" of the reflection triangle A-B-V' and therefore does not interfere with the rays reflected by the reflecting surface 21 onto the reflecting surface 22. Accordingly, a beam of reflected rays R 2 strikes the phototransistor 18.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Looms (AREA)

Claims (16)

  1. Optische Vorrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins einer Schußfadenreserve (RF) und/oder des Reißens des Schußfadens (F) auf Schußfadenzuführeinrichtungen (10) für Textilmaschinen, aufweisend:
    eine Sendediode (17) und einen Empfangs-Phototransistor (18), die zur gleichen Seite einer Scheibe (19) angeordnet sind, welche mit der Trommel (11) der Schußfadenzuführeinrichtung (10) verbunden und dafür geeignet ist, die Windungen der Schußfadenreserve (RF) aufzunehmen,
    so daß der Sender (17) ein um einen vorgegebenen Einfallswinkel (α) geneigtes Strahlenbündel (R1) auf die Scheibe (19) richtet und so daß der Empfänger dafür ausgelegt ist, ein entsprechendes Signal (s) des Vorhandenseins von Windungen zu emittieren, wenn eine Schußfadenwindung an einem kritischen Punkt (SP) auf der Scheibe vorhanden ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe eine transparente Scheibe (19) ist, die das Durchtreten von Lichtstrahlen in beide Richtungen zuläßt, so daß der Empfänger (18) ein Strahlenbündel (R2) empfängt, das aus der transparenten Scheibe (19) austritt und mit der Scheibe einen Reflexionswinkel (β) einschließt, der vom Einfallswinkel (α) verschieden ist und von Mehrfachreflexionsmitteln (20) erzeugt wird, die in bezug auf den Empfänger und den Sender zur anderen Seite der transparenten Scheibe (19) gelegen sind, und außerdem dadurch gekennzeichnet, daß die einfallenden Strahlen (R1) und/oder die austretenden Strahlen (R2) durch eine Windung (SP) der Fadenreserve (RF) unterbrochen werden, wenn die Windung die Scheibe (19) am kritischen Punkt erreicht, so daß der Empfänger (18) vom Licht der austretenden Strahlen (R2) abgeschirmt wird, wobei der Empfänger das entsprechende Signal (s) des Vorhandenseins von Windungen bei der Unterbrechung der einfallenden Strahlen (R1) und/oder der austretenden Strahlen (R2) durch eine Windung (SP) der Fadenreserve (RF) emittiert.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Multireflexionsmittel (20) ein Paar einander gegenüberliegender reflektierender Oberflächen (21-22) beinhalten und daß die einfallenden Strahlen, die vom Sender (17) emittiert werden, von der ersten reflektierenden Oberfläche (21) auf die zweite reflektierende Oberfläche (22) reflektiert werden, um unter dem vorgegebenen Reflexionswinkel (β) auf die transparente Scheibe (19) geschickt zu werden, wobei die reflektierenden Oberflächen ein Reflexionsdreieck (A-B-V) bilden, dessen Basis (l) mit der Linie, die die Einfallspunkte (A-B) der Strahlen auf die reflektierenden Oberflächen (21-22) verbindet, zusammenfällt und parallel zur reflektierenden Scheibe (19) ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einfallenden Strahlen (R1) und die austretenden Strahlen (R2) sich an einem Punkt (V) schneiden, der auf der Ebene der Scheibe (19) liegt, so daß das Vorhandensein einer Windung (SP) der Reserve (RF) an diesem Punkt (V) gleichzeitig die einfallenden Strahlen (R1) und die austretenden Strahlen (R2) unterbricht.
  4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierenden Oberflächen (21-22) in bezug auf die Ebene der transparenten Scheibe (19) um jeweilige Winkel (δ-ε) geneigt sind, die vom Einfallswinkel (α) bzw. vom Reflexionswinkel (β) abhängen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (δ) der ersten reflektrierenden Oberfläche (21) in bezug auf die transparente Scheibe (19) gleich einem rechten Winkel (90°) minus dem halben Einfallswinkel (α) ist und daß die Neigung (ε) der zweiten reflektierenden Scheibe in bezug auf die transparente Scheibe (19) gleich einem rechten Winkel (90°) minus dem halben Reflexionswinkel (β) ist.
  6. Vorrichtung nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Scheibe (19) und die reflektierenden Oberflächen (21-22) Teil eines einzigen optischen Prismas (30) sind.
  7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß reflektierenden Oberflächen (21-22) von individuellen Spiegeln gebildet werden, die in einem durch die transparente Scheibe (19) geschlossenen Behälter untergebracht sind.
  8. Optische Vorrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins einer Schußfadenreserve und/oder des Reißens des Schußfadens auf Schußfadenzuführeinrichtungen für Textilmaschinen, aufweisend:
    eine Sendediode (17) und einen Empfangs-Phototransistor (18), die zur gleichen Seite einer Scheibe (19) angeordnet sind, so daß der Sender (17) ein Bündel einfallender Strahlen (R1) auf die Scheibe (19) richtet und so daß der Empfänger dafür ausgelegt ist, ein entsprechendes Signal (s) des Vorhandenseins von Windungen zu emitteren, wenn eine Schußfadenwindung an einem kritischen Punkt (SP) auf der Scheibe vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe eine transparente Scheibe (19) ist, die das Durchtreten von Lichtstrahlen in beide Richtungen zuläßt, so daß der Empfänger (18) ein Strahlenbündel (R2) empfängt, das aus der Scheibe (19) austritt, daß die einfallenden Strahlen (R1) durch Mehrfachreflexionsmittel (20) reflektiert werden, welche in bezug auf den Empfänger und den Sender zur anderen Seite der Scheibe (19) angeordnet sind und eine erste und eine zweite reflektierende Oberfläche (21-22) beinhalten, um das aus der Scheibe (19) austretende Strahlenbündel (R2) zu erzeugen, daß die Scheibe (19) einen beweglichen Ansatz (32), der aus einem lichtundurchlässigen Material gemacht ist, mit einem Stab (35) hat, der geeignet ist, die von der ersten reflektierenden Oberfläche (21) auf die zweite reflektierende Oberfläche (22) reflektierten Strahlen zu unterbrechen, um den Empfänger (18) vom Licht abzuschirmen, wenn eine Windung (SP) der Reserve (RF) den kritischen Punkt am Ansatz erreicht, wodurch er von einer inaktiven in eine aktive Stellung bewegt wird, wobei der abgeschirmte Empfänger (18), der das entsprechende Signal (s) emittiert, das das Vorhandensein der Windung anzeigt, wenn der Stab (35) die von der ersten reflektierenden Oberfläche auf die zweite reflektierende Oberfläche reflektierten Strahlen unterbricht.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite reflektierende Oberfläche (21-22) ein Reflexionsdreieck (A-B-V') bilden, dessen Basis (l) parallel zur transparenten Oberfläche (19) ist, und daß der Stab (35) des Ansatzes (32) oberhalb der Basis (l) angeordnet ist, wenn der Ansatz in seiner inaktiven Stellung ist, und in die Basis (l) eindringt, wenn der Ansatz in seiner aktiven Stellung ist.
  10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (32) in einer auf der transparenten Scheibe (19) eingeformten, becherförmigen Ausnehmung (31) untergebracht ist und einen vergrößerten Kopf (34) hat, der wie ein sphärisches Segment geformt ist, das in der inaktiven Stellung des Ansatzes aus der Ebene der Scheibe (19) vorsteht, wobei der Ansatz durch die Wirkung einer Feder (33), die auf den Kopf (34) wirkt und auf den Boden der becherförmigen Ausnehmung (31) rückwirkt, in seiner inaktiven Stellung gehalten wird.
  11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (35) des Ansatzes (32) sich über den Boden der becherförmigen Ausnehmung (31) hinaus rechtwinklig zur transparenten Scheibe (19) erstreckt.
  12. Schußfadenzuführeinrichtung (10) mit einer ortsfesten Trommel (11), die eine Fadenreserve (RF), welche von auf die Trommel aufgewickelten Fadenwindungen gebildet wird, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine optische Vorrichtung (S) gemäß den Ansprüchen 2 bis 7 oder 8 bis 11 aufweist, die am Kopf der Trommel (11) angeordnet ist, um das Vorhandensein der Windungen, die die Schußfadenreserve bilden, zu detektieren.
  13. Schußfadenzuführeinrichtung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zusätzlichen optischen Sensor (S') gemäß den Ansprüchen 2 bis 7 oder 8 bis 11 enthält, der an der Basis der Trommel (11) angeordnet ist, um das Reißen des Schußfadens (F) anzuzeigen.
  14. Optische Schußfadendetektierungsvorrichtung, aufweisend:
    eine Scheibe (19), die auf einer Trommel (11) einer Schußfadenzuführeinrichtung angeordnet werden kann, so daß Schußfäden auf die Scheibe aufgewickelt werden können,
    Sendediodenmittel (17), die zum Emittieren von unter einem auf die Scheibe bezogenen Einfallswinkel (α) auf die Scheibe einfallenden Lichtstrahlen (R1) positioniert sind, und
    Phototransistormittel (18), die zum Empfangen von Strahlen und zum Emittieren eines entsprechenden Signals (s) des Vorhandenseins von Windungen, wenn eine Schußfadenwindung an einem kritischen Punkt (SP) auf der Scheibe anwesend ist, positioniert sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe eine transparente Scheibe (19) ist, die das Durchtreten von Lichtstrahlen in beide Richtungen zuläßt, daß die Vorrichtung außerdem optische Mehrfachreflexionsmittel (20) aufweist, die in bezug auf die Sendediodenmittel und die Phototransistormittel zur gegenüberliegenden Seite der Scheibe angeordnet sind, um die einfallenden Lichtstrahlen als reflektierte Strahlen (R2), die unter einen auf die Scheibe bezogenen Winkel (β) aus der transparenten Scheibe austreten, zu reflektieren, und daß die Phototransistormittel (18) zum Empfangen der reflektierten Strahlen (R2) positioniert sind, wobei das Vorhandensein eines Schußfadens am kritischen Punkt (SP) auf der transparenten Scheibe die Erzeugung der reflektierten Strahlen (R2) verhindert, und die fehlende Erzeugung wird durch die Phototransistormittel detektiert, um das Signal des Vorhandenseins von Windungen zu emittieren, während vom Faden reflektierte Strahlen (R3) die Phototransistormittel (18) im wesentlichen nicht erreichen, und wobei die Phototransistormittel (18) die reflektierten Strahlen empfangen, wenn der Schußfaden am kritischen Punkt auf der transparenten Scheibe nicht vorhanden ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der der Einfallswinkel (α) vom Austrittswinkel (β) verschieden ist und bei der der kritische Punkt der Schnittpunkt der einfallenden Lichtstrahlen mit der transparenten Scheibe ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14, die außerdem einen durch eine Feder vorgespannten Stab (35) aufweist, der an der transparenten Scheibe (19) positioniert ist und auf das Vorhandensein eines Schußfadens anspricht, der den Stab in die optischen Mehrfachreflexionsmittel (20) zum Blockieren der reflektierten Strahlen (R2) drückt.
EP94107218A 1993-05-10 1994-05-09 Vorrichtung zur optischen Detektion eines Schussfadens und diese Vorrichtung umfassender Schussfadenspeicher Expired - Lifetime EP0624674B1 (de)

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ITTO930323A IT1270929B (it) 1993-05-10 1993-05-10 Dispositivo ottico per rilevare la presenza di riserva di trama e/o la rottura di trama su apparecchi alimentatori di trama per macchine tessili ed apparecchio alimentatore di trama incorporante detto dispositivo
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EP0624674A1 EP0624674A1 (de) 1994-11-17
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