Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spreizen eines Faserstrangs, welcher eine Anfangsbreite und eine Anfangsdicke besitzt, zu einem bandförmigen Faserstrang mit größerer Endbreite und mit geringerer Enddicke, wobei der Faserstrang aus endlosen Multifilamentfasern besteht.

Das Aufspreizen von Fasersträngen ist seit Längerem bekannt und wird bei Fasersträngen aus Polymerfasern zur Verbesserung physikalischer Eigenschaften eingesetzt, da durch das Aufspreizen beispielsweise Verdrehungen der Filamente im Faserstrang beseitigt und ein Faserstrang mit gleichgerichteten Filamenten erzielt wird. Bei Fasersträngen aus Carbonfasern wird durch ein Aufspreizen insbesondere die Erzielung eines geringeren Flächengewichts der aus diesen Fasersträngen erzeugten Gewebe oder Gelege angestrebt. Derartige Gewebe oder Gelege können insbesondere für Composite eingesetzt werden. Üblicherweise wird ein solcher Compositwerkstoff gebildet, indem ein Fasergewebe oder Fasergelege oder ein anderes textiles Flächengebilde aus Verstärkungsfäden, wie beispielsweise Carbonfasern, mit einer thermoplastischen Matrix beschichtet und ein solches Vorprodukt (Prepreg) verpresst wird. Um das Gewicht der entstehenden Composite möglichst gering zu halten, werden für die textilen Flächengebilde, insbesondere Faserstränge mit möglichst geringer Dicke und unverändert guten mechanischen Eigenschafen, wie beispielsweise Zugfestigkeit, eingesetzt. Eine Dickenreduzierung und Verbreiterung der Faserstränge wird durch Aufspreizen der Faserstränge erhalten.

Bei bekannten Vorrichtungen wird ein Aufspreizen eines Faserstrangs auf unterschiedliche Weise erzielt. Eine Möglichkeit ist es, den Faserstrang in einem elektrischen Feld aufzuladen, wodurch sich die Filamente gegenseitig abstoßen und auf diese Weise separieren. Ein solches Aufspreizverfahren ist energieintensiv und nur auf Faserstränge anwendbar, die elektrisch leitfähig und damit elektrisch aufladbar sind. Glas- oder Textilfasern müssen beispielsweise vor einem solchen Aufspreizverfahren imprägniert werden.

Bei einem anderen Verfahrensprinzip wird in einen Faserstrang in Längsrichtung Luft eingeblasen, um den Strang zu öffnen. Die Filamente in einem Faserstrang sind von einer Schlichte umgeben, die die Handhabung des Faserstrangs bei verschiedenen Verarbeitungsvorgängen, wie beispielsweise beim Weben, erleichtert. Diese Schlichte verklebt die Fasern und erschwert bei diesem Einblasverfahren ein gleichmäßiges Aufspreizen des Faserstrangs. Darüber hinaus ist eine Entfernung der Schlichte schwierig, da einerseits unterschiedlich beschaffene Schlichten verwendet werden und andererseits diese Schlichte die Beschädigung z.B. bruchgefährdeter Carbonfasern bei der Weiterverarbeitung verhindert.

Bei einer weiteren Verfahrensvariante werden zum Aufspreizen Schwingungen in den Faserstrang eingebracht. So beschreiben die beiden Dokumente US 5,042,111 und US 3,704,485 ein Verfahren, wo durch einen Lautsprecher Schallwellen erzeugt werden und ein schwingendes Luftpolster einen Faserstrang spreizt. Ein solches Verfahren ist sehr schlecht steuerbar und führt zu ungleichmäßigen Endbreiten des Faserstrangs. Eine bessere Übertragung der Schwingungen auf einen Faserstrang wird erzielt, wenn der Schall in eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, eingeleitet wird. Dies ist in den Dokumenten US 5,511,395 und EP 1 652 978 B1 beschrieben. Nachteilig bei diesem Verfahren ist jedoch, dass sich die Filamente umgebende Schlichte im Wasserbad verändert. Dies kann je nach Beschaffenheit der Schlichte auch zu einer chemischen Veränderung führen. In jedem Fall wird aber das Mengenverhältnis von Faser zur Schlichte im Faserstrang beeinflusst, was nicht gewünscht wird. Ein weiterer Nachteil des Verfahrens besteht darin, dass das aus dem Wasser austretende gespreizte Faserband entwässert und getrocknet werden muss. Ein solcher Trocknungsprozess ist energieintensiv, so dass einer Trocknung eine mechanische Entwässerung vorgeschaltet wird. Zum Entwässern des Bandes werden bei der Vorrichtung gemäß EP 1 652 978 B1 die gespreizten Bänder einer Quetschanordnung zugeführt. Es hat sich gezeigt, dass bei einem solchen Quetschprozess neben der Entwässerung auch ein zusätzliches Aufspreizen erfolgt. Weitergehende Entwicklungen befassten sich daher mit dem Aufspreizen eines trockenen Faserstrangs mit ähnlichen Anordnungen, insbesondere einer Zick-Zack-Führung des Faserstrangs über verschiedene Walzen und ggf. über Vibrationsstäbe. Auch bei diesem Verfahren wird der Faserstrang vor, während und nach dem Spreizen mittels einer Heizeinrichtung erwärmt, um die auf den Fasern vorhandene Schlichte thermisch oder chemisch aufzubrechen, was zum einen die Schlichte beeinflusst und andererseits Energiekosten verursacht. Eine Veränderung der Schlichte ist jedoch nicht erwünscht, da die Schlichte im Faserstrang für weitere Verarbeitungsvorgänge benötigt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein kostengünstigeres Verfahren zum Aufspreizen von Fasersträngen zur Verfügung zu stellen, welches für Faserstränge unterschiedlicher Beschaffenheit anwendbar ist und insbesondere das Verhältnis von Schlichte zur Faser im Faserstrang nicht beeinflusst.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfüllt. Zur Durchführung eines solchen Verfahrens kann eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 eingesetzt werden.

Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Verfahrens- bzw. Vorrichtungsmerkmale.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Spreizen eines Faserstrangs, welcher eine Anfangsbreite (Ausdehnung in y-Richtung) und Anfangsdicke (Ausdehnung in z-Richtung) aufweist, zu einem bandförmigen Faserstrang mit größerer Endbereite und mit geringerer Enddicke, also eine Verbreiterung des Faserstrangs quer zu seiner Längsrichtung (x-Richtung). Das Verfahren ist anwendbar auf alle Faserstränge aus endlosen Multifilamentfasern, d.h. auf Fasern aus Keramik, wie beispielsweise Silikat, aus Basalt, aus Glas, aus Siliziumcarbid, aus Metallen, wie Stahl, Aluminium, Titan, aus Aramid, wie beispielsweise Kevlar, aber auch für Polymerfasern. Ziel des Aufspreizens kann allein die Verbesserung der physikalischen Eigenschaften sein oder insbesondere das geringere Flächengewicht. Es können Multifilamentfasern mit unterschiedlicher Anzahl von Filamenten eingesetzt werden, von 1K-Fasern, die 1000 Filamenten enthalten, aber beispielsweise auch 50K-Fasern mit 50 000 Filamenten.

Beim vorliegenden Verfahren wird der zu spreizende Faserstrang ausgehend von einer Abwicklung in Faserlängsrichtung bewegt, durch eine Spreizstation hindurchgeführt, wo ein Aufspreizen erfolgt und anschließend wird der gespreizte bandförmige Faserstrang aufgewickelt oder sofort in den weiteren Fertigungsprozess eingeschleust. In erfindungsgemäßer Weise wird der Faserstrang in der Spreizstation ohne Verwendung eines Fluids, wie beispielsweise Luftpolsters oder einer Flüssigkeit, Schwingungen ausgesetzt. In diesem Fall werden Ultraschallwellen verwendet, die von einer Sonotrode übertragen werden. Hierbei kontaktiert die Sonotrode den Faserstrang von oben oder unten. Die mechanischen Schwingungen werden in z-Richtung, d.h. senkrecht zur Längsrichtung (x-Richtung) des Faserstrangs eingeleitet, wodurch dieser sich in Querrichtung (y-Richtung) verbreitert. Die verwendeten Schwingungen haben hierbei eine Frequenz von 15 bis 80 kHz, vorzugsweise zwischen 20 und 40 kHz. Bei Frequenzen von weniger als 20 kHz sind sehr große Sonotroden zu verwenden, die die Gesamtvorrichtung wesentlich vergrößern und verteuern. Für die Einleitung von Frequenzen größer als 40 kHz verkleinert sich zwar die Sonotrode, die Prozesstoleranz verringert sich jedoch in gleichem Maße.

Die Ultraschallschwinger sind dabei mit auswechselbaren Sonotroden ausgestattet, die über ihre Stirnflächen die hochfrequent mechanischen Schwingen (Ultraschall) in den Faserstrang einleiten. In der Spreizstation können ein oder mehrere Sonotroden eingesetzt werden. Bei Durchlauf der Faserstränge durch die Spreizstation können die Faserstränge die Sonotroden umschlingen, wobei der Anstellwinkel zur Kontaktfläche der Sonotrode veränderbar ist.

In einem Faserstrang sind die einzelnen Filamente von einer Schlichte umgeben. Die Zusammensetzung der Schlichte ist je nach Hersteller der Fasern unterschiedlich. Bekannt sind Schlichten auf der Epoxidbasis. Eine solche Schlichte erleichtert die Verarbeitung der Faserstränge. So besitzen beispielsweise Carbonfasern in Längsrichtung eine hohe Zugfestigkeit, können jedoch quer zu Faserlängsrichtung sehr leicht brechen. In nachteiliger Weise bewirkt die Schlichte, dass die Fasern aneinander kleben, was ein Aufspreizen des Faserstrangs erschwert. In vorteilhafterweise verändert sich die Schlichte auf den Filamenten des Faserstrangs in der Spreizstation nicht. Zum einen erfolgt keine chemische Änderung, da die Schlichte mit keinem Medium in Kontakt kommt. Andererseits verändert sich das Mengenverhältnis von Faser zur Schlichte im gesamten Prozess nicht. Die von der Sonotrode ausgelösten Schwingungen führen zu Reibungen im Faserstrang, was Wärme erzeugt und ein Erweichen der Schlichte bewirkt und ein Aufspreizen des Faserstrangs erleichtert. Leitfähige Fasern, wie beispielsweise Carbonfasern, tragen zusätzlich zur Wärmeleitung bei. Da nur im Bereich der Kontaktfläche der Sonotrode diese Erweichung der Schlichte stattfindet und unmittelbar danach bereits wieder eine Abkühlung des Faserstrangs erfolgt, verändert sich das Schlichte/Faser-Mengenverhältnis nicht.

Beim Durchlauf durch die Spreizstation wird der Faserstrang unter einem Spannungszustand gehalten. Dieser Spannungszustand ist einstellbar und vorzugsweise über das gesamte Verfahren gleich, um eine möglichst gleichmäßige Aufspreizung zu erzielen. Die erzielbare Spreizbreite ist dabei abhängig von diesem Spannungszustand. Je höher die Spannung ist, d.h. je fester der Faserstrang gehalten wird, umso geringer ist die Spreizbreite. Bei konstant gehaltenem Spannungszustand und bei konstanter Schwingungsfrequenz kann die Spreizbreite mit der Änderung der Schwingungsamplitude verändert werden.

Mittels des vorbeschriebenen Verfahrens können Faserstränge mit einer hohen Geschwindigkeit, vorzugsweise von mindestens 20 m/min, bewegt und gleichmäßig aufgespreizt werden. Durch dieses Verfahren kann ein Faserstrang zu einem bandförmigen Faserstrang mit mindestens doppelter Endbreite prozesssicher aufgespreizt werden, vorzugsweise verändert sich die Endbreite mindestens um das 5-fache. So wurde beispielsweise ein 12K-Carbonfaserstrang mit einer Breite von 2 mm bei einer Frequenz von 30 kHz zu einem gleichmäßigen bandförmigen 12 mm breiten Faserstrang aufgespreizt. Durch entsprechende Bandbreitenbegrenzer kann die Endbreite auf einen vorgegebenen Endbreitenwert eingestellt werden.

In vorteilhafterweise stellt das erfindungsgemäße Verfahren ein kostengünstiges Verfahren dar, da der Faserstrang trocken verarbeitet wird, keine Energie zum Entwässern, Aufheizen oder Trocknen des Faserstrangs notwendig ist. Darüber hinaus verändert sich die Beschaffenheit des Faserstrangs hinsichtlich seiner Zusammensetzung, nämlich des Mengenverhältnisses von Multifilamentfasern und Schlichte im Verfahren nicht. Es wird bestimmungsgemäß ein bandförmiger Faserstrang mit einheitlicher und größerer Endbreite sowie mit geringerer Enddicke erzielt, was wunschgemäß zu einem geringen Flächengewicht und bei der Anwendung des Faserstrangs für Gewebe oder Gelege zu leichteren Compositen mit gleich guten mechanischen Eigenschaften, wie beispielsweise Zugfestigkeit, führt.

Für dieses Verfahren wird eine Vorrichtung eingesetzt, die eine Abwinklungseinrichtung für den zu spreizenden Faserstrang, eine Spreizstation zum Aufspreizen des eingesetzten Faserstrangs in einen bandförmigen Faserstrang, eine steuerbare Spanneinrichtung zum gleichmäßigen Spannen des Faserstrangs bei seiner Bewegung durch die Spreizstation und eine Aufwicklungseinrichtung des gespreizten bandförmigen Faserstrangs umfasst. In erfindungsgemäßer Weise enthält die Spreizstation mindestens eine Sonotrode zur Kontaktierung und Spreizung des Faserstrangs, wobei die Sonotrode über ihre Kontaktfläche Schwingungen einer Frequenz zwischen 15 kHz und 80 kHz von oben und/oder unten (z-Richtung) in den Faserstrang einleitet, was zu einer Aufspreizung des Faserstrangs in y-Richtung führt. Hierbei wirken vorzugsweise zwei oder drei Sonotroden nacheinander auf den Faserstrang ein. Je mehr Sonotroden die Spreizstation enthält, umso besser ist das Spreizergebnis, aber umso teurer wird auch die Vorrichtung. Aus diesem Grunde werden Spreizstationen mit zwei bis drei Sonotroden bevorzugt. Die Ultraschallschwinger sind vorzugsweise mit auswechselbaren Sonotroden ausgestattet, die an ihrer Stirnseite Kontaktflächen zur Kontaktierung des Faserstrangs besitzen. Diese Kontaktflächen können in Bewegungsrichtung des Faserstrangs, d.h. in Faserlängsrichtung, eben, konkav oder gewölbt sein. Die Breite der Kontaktflächen, d.h. die Ausdehnung der Kontaktfläche quer zur Bewegung des Faserstrangs wird so gewählt, dass sie in jedem Fall größer ist als die durch Spreizen erzielbare Endbreite des bandförmigen Faserstrangs.

Werden beispielsweise mindestens zwei Sonotroden in der Spreizstation vorgesehen, so werden zwei benachbarte Sonotroden in einem voreingestellten Abstand angeordnet. Dieser richtet sich nach der Beschaffenheit des Faserstrangmaterials. Benachbarte Sonotroden werden des Weiteren vorzugsweise in unterschiedlicher Ausrichtung zueinander vorgesehen, so dass eine erste Sonotrode beispielsweise den Faserstrang von oben und die zweite Sonotrode den Faserstrang von unten kontaktiert. Dies hat zu gleichmäßigeren Prozessergebnissen geführt. Die Kontaktflächen der Sonotroden befinden sich hierbei vorzugsweise in einer Ebene. Bei zugfesten Fasersträngen, wie beispielsweise Carbonfasersträngen, wird dagegen eine Umschlingung der Sonotroden gewünscht. Für das Aufspreizen solcher Faserstränge werden die Kontaktflächen vorzugsweise in unterschiedlichen Höhen in Bezug zum durchlaufenden Faserstrang angeordnet, so dass dieser Faserstrang möglichst in einer Zick-Zack-Linie durch die Spreizstation geführt wird. Um hierzu einen gewünschten Anstellwinkel des Faserstrangs zur Kontaktfläche der Sonotrode zu erzielen, können vor und hinter der Spreizstation Umlenkrollen vorgesehen werden. Darüber hinaus kann zusätzlich ein Bandbreitenbegrenzer hinter der Spreizstation eingebaut sein, um eine einheitliche Endbreite des gespreizten bandförmigen Faserstrangs zu erhalten.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung ist ein dargestellt. Es zeigen:

Fig.1

Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2a, 2b, 2c

unterschiedliche Formen von Sonotroden,

Fig. 3a, 3b, 3c

unterschiedliche Anornungen von Sonotroden,

Fig. 4

Prinzipskizze einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Prinzipskizze in Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Durchlauf eines zu spreizenden Faserstrangs 2 ausgehend von der Abwinklungseinrichtung 1, durch die Spreizstation 5 hindurch, bis zur Aufwicklungseinrichtung 8. Bei dem Faserstrang 2 handelt es sich in diesem Fall um ein 12K-Faserstrang, d.h. der Faserstrang besteht aus 12 000 Filamenten, die endlos im Faserstrang 2 nebeneinander angeordnet sind und jeweils von einer Schlichte umgeben sind. Diese Schlichte verhindert, dass der Faserstrang 2 bei seiner Bewegung beschädigt wird. Der eingesetzte und auf einer Spule der Abwinklungseinrichtung 1 angelieferte Faserstrang 2 wird von dieser Spule abgewickelt. Durch die Abwicklung des Faserstrangs 2 von der Spule würden sich mit jeder Umdrehung unterschiedliche Abwickelpositionen ergeben. Damit dieser Faserstrang 2 immer an der gleichen Position der nachfolgenden Tänzervorrichtung 3 zugeführt wird, die ihn zur Spreizstation 5 weiterleitet und somit der Faserstrang 2 in einer unveränderten Ebene ausgehend von der Abwinklungseinrichtung 1 hin zur Spreizstation 5 bewegt wird, ist die Spule in der Abwicklungseinrichtung 1 in Bewegungsrichtung drehbar und quer zur Bewegungsrichtung des Faserstrangs 2, d.h. in y-Richtung, verschiebbar angeordnet. So kann beispielsweise durch einen Sensor die Abwickelpostion des Faserstrangs 2 ermittelt und die Abwickelspule entsprechend zur gewünschten Abwickelposition verschoben werden.

Der Faserstrang 2 gelangt dann in die vordere Tänzereinheit 3, welche zusammen mit der hinteren Tänzereinheit 7 als Spanneinrichtungen dienen, wobei die vordere Tänzereinheit 3 in Bewegungsrichtung des Faserstrangs 2, 2' vor der Spreizstation 5 und die hintere Tänzereinheit 7 in Bewegungsrichtung des Faserstrangs 2, 2' hinter der Spreizstation 5 vorgesehen ist. Dies bewirkt, dass der Faserstrang 2, 2' in der Spreizstation 5 während des gesamten Prozesses gleichmäßig gespannt ist. Entsprechend dem Abwickelvorgang des Faserstrangs 2 von der Abwickelungseinrichtung 1 und dem Aufwickelvorgang des gespreizten Faserstrangs 2' auf die Aufwickeleinrichtung 8 können die Tänzereinheiten 3, 7 veränderten Bedingungen, welche die Spannung des Faserstrang 2, 2' beeinflussen, entgegensteuern. Bei der gezeigten Vorrichtung umfassen die Tänzereinheiten 3, 7 jeweils drei Rollen. Für ein gleichmäßiges Spannen des Faserstrangs 2, 2' wären auch zwei Rollen ausreichend. Abhängig von der gewünschten Faserstrangführung hin zur Spreizstation 5 kann eine dritte Rolle der Tänzereinheit 3 als zusätzliche Umlenkrolle für den Faserstrang 2 dienen. Weitere Umlenkrollen 4 vor der Spreizeinrichtung 5 bzw. weitere Umlenkrollen 6 hinter der Spreizstation 5 werden insbesondere zur Einstellung eines gewünschten Anstellwinkels des Faserstrangs 2 beim Einlaufen in die Spreizstation 5 verwendet.

Die Spreizstation 5 umfasst in diesem Beispiel von Fig. 1 drei Ultraschallschwinger 51. Jeder Ultraschallschwinger 51 besitzt eine auswechselbare Sonotrode 52 mit einer stirnseitigen Kontaktfläche 53. In einem nicht dargestellten Ultraschallgenerator werden die Schwingungen erzeugt, die von den Sonotroden 52 über deren Kontaktfläche 53 von oben bzw. von unten, d.h. in z-Richtung, in den Faserstrang 2 eingeleitet werden. In diesem Beispiel sind die drei Sonotroden 52 in Bewegungsrichtung des Faserstrangs 2, 2' hintereinander angeordnet, wobei benachbarte Sonotroden 52 in unterschiedlicher Ausrichtung in der Spreizstation 5 vorgesehen sind und zwar so, dass die Kontaktflächen 53 der ersten und dritten Sonotrode 52 ihre Schwingungen von oben nach unten in den Faserstrang 2 einleiten und die zweite, dazwischen angeordnete Sonotrode 52, die Schwingungen von der Kontaktfläche 53 von unten nach oben in den Faserstrang 2 einleitet. Bei diesem Beispiel werden von den Sonotroden 52 mechanische Schwingungen mit einer Frequenz von 30 kHz in den Faserstrang 2, 2' eingeleitet. Bereits an der ersten Sonotrode 52 erfolgt eine Aufspreizung des eingesetzten Faserstrangs 2, d.h. eine Aufspreizung des Faserstrangs in seitlicher Richtung (y-Richtung). Diese Aufspreizung verstärkt sich beim Durchlauf des Faserstrangs 2 beim Kontakt mit den nachfolgenden Sonotroden 52. Der Durchlauf des Faserstrangs 2, 2' durch die Spreizstation 5 erfolgt in dem gezeigten Beispiel horizontal, d.h. ohne Auslenkung nach oben oder unten. Ein solcher Verlauf wird insbesondere für empfindliche oder elastische Faserstränge gewählt.

Der aus der Spreizstation 5 austretende gespreizte bandförmige Faserstrang 2' wird über die hintere Tänzereinheit 7 der Aufwicklungseinrichtung 8 zugeführt, wo der gespreizte Faserstrang 2' mit entsprechender Wickelspannung auf eine Spule gewickelt wird. Hierzu kann die Spule in der Aufwicklungseinrichtung 8 als drehmomentangetriebene Aufwickelspule ausgestaltet sein.

Die Fig. 2a, 2b, 2c zeigen unterschiedliche Sonotroden 52', 52", 52"'. Um Beschädigungen eines Faserstrangs 2 bei der Kontaktierung der Sonotroden 52', 52", 52"' zu verhindern, kann die jeweilige Kontaktfläche 53', 53", 53" in Bewegungsrichtung des Faserstrangs 2 einen Radius aufweisen, z.B. wie die Kontaktfläche 53" in Fig. 2b gewölbt sein. Dies ermöglicht das leichte Umschlingen dieser Sonotroden 52" beim Spreizvorgang ohne dass der Faserstrang 2 bei einem solchen Umschlingen beschädigt werden kann, siehe Fig. 3b. Auch die Sonotrode 52'" gemäß Fig. 2a besitzt eine gewölbte Kontaktfläche 53"', was zudem den Vorteil hat, dass solche Sonotroden 52'" in einer Spreizeinrichtung 5 ineinander gestellt angeordnet werden können, wie in Fig. 3a gezeigt. Die Fig. 2c zeigt des Weiteren eine Sonotrode 52', welche am äußeren Rand 54 der Kontaktfläche 53' ebenfalls einen Radius besitzt und in der Mitte eine zurückversetzte Ebene 55. Bei Verwendung einer solchen Sonotrode 52' in einer Spreizvorrichtung ist der Faserstrang 2 über den Rand 54 gespannt und hat beim Einbringen der Schwingungen durch die gering zurückversetzte Ebene 55 einen Freiraum zum Schwingen. Eine mögliche Anordnung von mehreren solcher Sonotroden 52' zeigt Fig. 3c.

Eine Umschlingung der Sonotroden 52, wie in Fig. 3a, 3b, 3c gezeigt, wird bevorzugt bei Carbonfasersträngen. Der Faserstrang 2 wird in einem steilen Anstellwinkel der Kontaktfläche 53', 53", 53'" der Sonotroden 52', 52", 52'" zugeführt. Dies ist auch möglich, wenn in dem Beispiel von Fig. 1 die erste und dritte Sonotrode 52 gegenüber der zweiten Sonotrode 52 abgesenkt wird, so dass die Kontaktflächen 53 nicht mehr in gleicher Höhe angeordnet sind, sondern die erste und dritte Kontaktfläche 53 im Vergleich zur zweiten Kontaktfläche 53 tiefer positioniert sind.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 4. In diesem Beispiel werden mehrere Faserstränge 2 gleichzeitig aufgespreizt, d.h. in y-Richtung werden mehrere Faserstränge 2 nebeneinander durch die Spreizeinrichtung 5 geführt und mehrere gespreizte, d.h. in y-Richtung verbreiterte Faserstränge 2' verlassen die Spreizeinrichtung 5. Um aus diesen mehreren gespreizten Fasersträngen 2' einen einzigen breiten Faserstrang 2'" zu erzeugen, werden die einzelnen gespreizten Faserstränge 2' einem Lieferwerk 9 zugeführt, welches die Faserstränge 2' zu einem gemeinsamen Faserstrang 2" zusammenführt. Zusätzlich kann zur Vereinheitlichung und/oder weiteren Verbreiterung des zusammengeführten Faserstrangs 2" dieser eine weitere Spreizeinrichtung 5' durchlaufen. Derartig erzeugte breite Faserstränge 2'" können in vorteilhafter Weise zur Herstellung von Gewirken oder Gelegen eingesetzt werden.

1

Abwicklungseinrichtung

2

Faserstrang, ungespreizt

2'

Faserstrang, gespreizt

2"

Faserstrang, aus mehreren gespreizten, zusammengeführten Einzelsträngen

2"'

Faserstrang, aus Einzelsträngen vereinheitlicht

3

vordere Tänzereinheit

4, 4'

Umlenkrolle

5, 5'

Spreizstation

51

Ultraschallschwinger

52, 52', 52", 52"'

Sonotrode

53, 53', 53", 53'"

Kontaktfläche

54

Rand

55

Ebene

6, 6'

Umlenkrolle

7

hintere Tänzereinheit

8

Aufwickeleinrichtung

9

Lieferwerk