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Feld der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einer Verfahren zum Vergüten von Schmalseiten eines bevorzugt plattenartigen Werkstücks, und insbesondere die Vergütung von Schmalseiten von plattenartigen Werkstücken aus Spanwerkstoff, Faserplatten, Kunststoffplatten und Schichtplatten.
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Stand der Technik
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Gegenwärtig werden verschiedenste Platten, wie beispielsweise Spanplatten, Schichtplatten, Faserplatten, Kunststoffplatten oder dergleichen, für die Herstellung von beispielsweise Möbeln verwendet. Diese Platten weisen verschiedenste Dichten auf, wobei eine Dichte von 550–750 kg/m3 eine untere Grenze der Mittelschicht der vorgenannten Platten darstellt. Dabei gilt, je dünner Platte ist, desto dichter ist in der Regel der verwendete Werkstoff.
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Bei der Herstellung, beispielsweise eines Tischs, wird auf die Schmalseite des Werkstücks eine Dekorkante aufgetragen. Ein Problem dabei ist, dass die Werkstoffe in der Mittelschicht der Platte verglichen mit den Werkstoffen der Randschichten eher minderer Qualität sind. Daher wird die Dekorkante bisher in Abhängigkeit der Qualität des Werkstoffs in der Mittelschicht ausgewählt. Das heißt, für Platten mit schlechterer Qualität in der Mittelschicht wird beispielsweise dickeres Kantenmaterial verwendet, damit das Kantenmaterial eine höhere Festigkeit aufweist. Bei einer dünnen Kante besteht die Gefahr, dass aufgrund des schlechteren Werkstoffs in der Mittelschicht, weswegen die Mittelschicht sehr porös ist oder gar Hohlräume aufweisen kann, die Kante keinen ausreichenden Rückhalt in der Mitte besitzt. Wenn beispielsweise jemand oder etwas gegen eine solche zu dünn ausgeführte Dekorkante stößt, könnte es passieren, dass diese in der Mitte eingedrückt wird, oder, was schlimmer wäre, eine Kante aus beispielsweise dünnem Papier könnte aufgrund der Rauheit der Mittelschicht aufreißen. Die Wahl der Dekorkante hängt also stark von der Qualität des Werkstücks ab, auf das die Dekorkante aufgebracht werden soll.
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Wenn also eine Dekorkante dicker ausgeführt werden muss, weil der Mittenbereich des Werkstücks eine zu schlechte Qualität hat, kann das wiederum auch die optische Qualität des Endprodukts verschlechtern, da dickes Kantenmaterial an der Schmalseite, beispielsweise eines Tischs, optisch nicht ansprechend ist.
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Es ist bei Leichtbauplatten ferner bekannt, eine Breitseitenstützfunktion anzubringen, bei der auf der Schmalseite des Werkstücks eine Stützkante eingebracht wird. Diese Stützkante muss allerdings genau eingepasst sein, so dass sie die Stützwirkung für die obere und untere Deckplatte auf der Breitseite des Werkstücks ausfüllen kann. Die Stützwirkung entfaltet sich also in einer zur Schmalseite parallelen Richtung. Darüber hinaus findet die Stützkante nur bei Leichtbauplatten Verwendung, deren Mittenbereich derart Belastungsschwach ist, dass ohne die Stützkante das Werkstück nur geringste Belastungen aushält. Beispiele für solche Stützkanten sind in der
EP 1 640 128 A1 oder der
DE 10 2004 007 157 B4 zu finden.
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Darstellung der Erfindung
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Der Trend geht darüber hinaus dahin, den Mittenbereich des Werkstücks mit kostengünstigeren Werkstoffen herzustellen, so dass infolgedessen die Qualität des Werkstücks im Übergangsbereich und insbesondere die Qualität des Mittenbereichs, weiter leiden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereit zu stellen, das es ermöglicht, jedes beliebige Werkstück flexibel auszugestalten, so dass die äußere Erscheinungsform des Werkstücks optisch ansprechend ist und dennoch keine Gefahr besteht, dass die Dekorkanten und/oder die Schmalseiten des Werkstücks beschädigt oder deformiert werden.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das zum Vergüten der Schmalseite eines bevorzugt plattenartigen Werkstücks geeignet ist und die Schritte des Feststellens des Gütegrads eines Mittenbereichs des Werkstücks, des Festlegens einer zu verwendenden Dekorkante und des Entscheidens, dass eine von dem Gütegrad und der zu verwendenden Dekorkante abhängige Vergütungsbearbeitung an der Schmalseite des Werkstücks durchgeführt wird, umfasst. Dadurch wird es ermöglich jede beliebige Dekorkante mit jedem beliebigen Werkstoff im Mittenbereich des Werkstücks zu kombinieren. Falls nämlich die zu verwendende Dekorkante nicht für das entsprechende Werkstück geeignet erscheint, kann sie dennoch durch die Vergütungsbearbeitung der Schmalseite des Werkstücks auf das Werkstück aufgebracht werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Dekorkante durch den Mittenbereich geschädigt wird.
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Der Gütegrad wird bevorzugt durch die Dichte oder die Rauheit der Oberfläche des Mittenbereichs des Werkstücks definiert und die zu verwendende Dekorkante weist ein bestimmtes Material und eine bestimmte Dicke auf, so dass die Entscheidung in Abhängigkeit der Dichte, bzw. Rauheit des Mittenbereichs und der Dicke und/oder des Materials der Dekorkante getroffen werden kann. Die Dichte und die Rauheit des Mittenbereichs, sowie die Dicke und das Material der Dekorkante sind einfach zu bestimmen, für den geplanten Zweck jedoch äußerst aussagekräftig und daher besonders geeignet um eine präzise Aussage über das Vergüten treffen zu können.
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Der Werkstoff der Dekorkante kann in festes, mittelfestes und in weiches Material eingeteilt werden. Ferner wird die Entscheidung, ob eine Vergütung der Schmalfläche vorgenommen werden muss, oder nicht, bevorzugt in Abhängigkeit der Dicke der Dekorkante gefällt. Solche Einteilungen erleichtern die Entscheidung, ob eine Vergütung der Schmalfläche vorgenommen werden muss, oder ob nicht.
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Die Bereiche die in den Anspruch 4 angegeben sind eignen sich besonders für die Einteilung und daher auch als Grundlage, um eine Vergütungsentscheidung zu treffen. Diese bevorzugten Werkstoffkennwerte reduzieren daher die Komplexität einer Vergütungsentscheidung.
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Die Vergütungsbearbeitung ist vorzugsweise das Einbringen einer Vergütungskante, da bei dieser die Beschaffenheit der Oberfläche einfach zu bestimmen ist und somit eine größere Sicherheit und Beständigkeit für die vorgesehene Qualität des Mittenbereichs im Außenbereich der Schmalseite vorgesehen werden kann.
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Damit eine solcher Vergütungskante einfach in das Werkstück eingebracht werden kann, wird bevorzugt eine Aussparung in den Schmalseitenbereich gefräst und in diese Aussparung die Vergütungskante eingesetzt. Die Vergütungskante wird dadurch sicher in der Schmalseite des Werkstücks befestigt.
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Die ausgefräste Aussparung ist bevorzugt nur in dem Mittenbereich des Werkstücks vorgesehen, und weiter bevorzugt auch in einem eventuellen Übergangsbereich zwischen den Randbereichen und dem Mittenbereich. Dies führt zu Kostenersparnissen, da weniger Ausschuss (ausgefräster Werkstoff) entsteht, als wenn man bis in den Randbereich hineinfräsen würde. Darüber hinaus muss die Toleranz im Mittenbereich ebenfalls nicht hoch sein, da kleine Überstände und Ungenauigkeiten aufgrund des schlechteren Gütegrads durch das Einsetzen der Vergütungskante selbst entfernt werden.
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Die Vergütungsbearbeitung umfasst weiter vorzugsweise das Einbringen von einem Haft- oder Verfestigungsmittel, insbesondere Leim oder Harz, insbesondere mittels eines Extruders und/oder mittels Düsen und Walzen, wobei das Verfestigungsmittel bevorzugt die Vergütungsbearbeitung darstellt. Dies hat den Vorteil, dass die Vergütung der Schmalseite einfach zu bewerkstelligen ist, geringere Toleranzen und eine ungenauere Arbeitsweise ermöglicht, ohne die Qualität der vergüteten Schmalseite zu verschlechtern und darüber hinaus die Vergütung gleichzeitig als Haftmittel für die Dekorkante verwendet werden kann.
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In dem Verfahren werden die Vergütung und das Aufbringen der Dekorkante bevorzugt in einem Arbeitsschritt erledigt, wodurch die Bearbeitungsdauer verkürzt wird.
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Weiter vorzugsweise ist die Vergütungskante schon vor dem Einbringen in die Schmalseite an der Dekorkante angebracht, beispielsweise durch ankleben. Dies erleichtert es die Dekor- und die Vergütungskante in einem Arbeitsschritt in die Schmalseite einzubringen.
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Zwischen der Vergütungsbearbeitung und dem Aufbringen der Dekorkante wird die Schmalseite weiter bevorzugt nachbearbeitet und darüber hinaus bevorzugt auch noch einmal mit einem Haftmittel bearbeitet, so dass die Dekorkante einen besseren und festeren Halt an der Schmalseite findet.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 zeigt den Querschnitt eines Werkstücks, das mit dem Verfahren gemäß der Erfindung bearbeitet werden soll;
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2 zeigt einen Zusammenhang zwischen der Dicke der Dekorkante und der Dichte (Festigkeit) des Mittenbereichs des Werkstoffs auf, wobei verschiedene Graphen für jeweils verschiedene Werkstoffe der Dekorkante dargestellt sind.
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Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergüten von Schmalseiten von plattenförmigen Werkstücken, wie beispielsweise Spanplatten, Faserplatten, Kunststoffplatten mit einer in Bezug auf die Randbereiche anderen, bevorzugt minderwertigeren Mittelschicht, Schichtplatten, sowie Sperrholz.
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Ein solches Werkstück 1 hat im Allgemeinen Randbereiche 3 mit einer besseren Qualität als der Mittenbereich 6. Die Qualität kann sich bspw. durch einen festeren Werkstoff, ein besseres Holz, oder, wie bei Spanplatten, einen besser verdichteten Randbereich 3, also eine höhere Dichte, auszeichnen. Der Mittenbereich 6 ist dagegen aus minderwertigerem Material, welches kostengünstiger ist, oder, wie es bei Spanplatten der Fall ist, nicht so stark verdichtet. Ferner kann ein solches Werkstück 1, je nach Beschaffenheit, einen Übergangsbereich 4 aufweisen, der zwischen dem Mittenbereich 6 und den Randbereichen 3 liegt. Dies ist z. B. bei einer Spanplatte der Fall, da die Dichte sich in einer Platte graduell und nicht abrupt ändert, wie bei einer Schichtplatte, bei der die verschiedenen Schichten klar voneinander abgegrenzt werden können. Das Werkstück weist somit ein oder zwei Randbereiche 3 mit besserer Qualität, einen Mittenbereich 6 mit schlechterer Qualität und eventuell jeweils einen Übergangsbereich 4 zwischen Randbereich 3 und Mittenbereich 6 auf, in dem die Qualitätsänderung stattfindet.
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Um die Qualität, beispielsweise des Mittenbereichs, über die Dichte festzustellen sind dem Fachmann verschiedene Verfahren bekannt. Zum einen ist eine einfache Methode, die Randbereiche und eventuell auch die Übergangsbereiche zu entfernen, das verbleibende Material zu vermessen und zu wiegen. Aus diesen Parametern (Volumen und Gewicht) lässt sich dann einfach die Dichte berechnen. Dazu muss angemerkt werden, dass die Parameter bei üblicher Zimmertemperatur (etwa 20°C) und bei normaler relativer Luftfeuchtigkeit (etwa 40–60%) gemessen werden. Ein anderes und genaueres Verfahren um die Dichte festzustellen, ist die Isothopenmethode, die auf dem Absorptionsgesetz beruht. Das Werkstück wird bestrahlt und die durch das Werkstück durchdringende Strahlung mit der Strahlung verglichen wird, die ohne das Werkstück gemessen wurde. Hier müssen die Bereiche, die vermessen werden sollen, ebenfalls isoliert werden (abtrennen von bspw. den Randbereichen).
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Die Herstellung solcher Platten ist je nach Plattenart verschieden. In einer Spanplatte kann beispielsweise in den Mittenbereich 6 Luft eingeblasen werden, oder die Verdichtung des Mittenbereichs 6 einfach kürzer gestaltet werden, so dass sich mehr und/oder größere Lufteinschlüsse im Mittenbereich 6 bilden. Eine Kunststoffplatte kann hingegen so hergestellt werden, dass ein Flüssigharz zwischen zwei Randplatten gebracht wird, und die beiden Randplatten dann auseinander gezogen werden, so dass das Harz Fäden zieht und aushärtet. Und eine Schichtplatte wird durch verkleben von schmalen Holzplatten in der Größenordnung von 1–5 mm erzeugt, die verschiedene Qualität haben, so dass im Mittenbereich minderwertigere und eventuell auch dickere Platten liegen, als am Randbereich.
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Das Werkstück 1 kann ferner auch auf den Breitseiten eine Dekorabdeckung 2 haben, die beispielsweise mit einem Muster, wie einer Holzmaserung versehen sein kann.
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Die Dekorkanten 12 für die Schmalseiten können aus verschiedensten Materialien sein. Beispielweise gibt es Dekorkanten aus Metall, aus verschiedensten Kunststoffen, wie Thermoplasten (PVC, PE, PP, PA, PMMA) und Elastomeren, aus Holz, Melamin, Metall, Mischmaterialien oder auch aus Papier und Pappe.
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Da es, wie schon erwähnt, nicht möglich ist, auf jede beliebige Mittenbereichsqualität jede beliebige Dekorkante 12 aufzubringen, weil die Gefahr groß ist, dass die Dekorkante 12 spätestens im Gebrauch des Werkstücks 1 deformiert, beschädigt oder zerstört wird, ist in der vorliegenden Erfindung eine Vergütung der Schmalseiten des Werkstücks 1 vorgesehen. Die Vergütung kann beispielsweise darin bestehen, eine Vergütungskante 10 in die Schmalseite des Werkstücks 1 einzubringen. Die Vergütungskante 10 ist dabei vorzugsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoffen, Pappe oder dergleichen, besitzt jedoch eine größere Dichte und/oder eine größere Festigkeit als der Mittenbereich 5 und bevorzugt auch als der Übergangsbereich 4 oder sogar als der Randbereich 3 des Werkstücks 1, in jedem Fall aber eine bessere, d. h. glattere, weniger poröse und zum anbringen von Dekorkanten 12 besser geeignete Oberflächenbeschaffenheit auf der nach außen gerichteten Seite, d. h. auf der Seite zur Dekorkante 12 hin. Vorzugweise wird bei Verwendung einer Vergütungskante 10 eine Aussparung 8 in die Schmalseite des Werkstücks 1 gefräst, so dass die Vergütungskante 10 in die Aussparung 8 eingesetzt werden kann. Ein eventueller Überstand der Vergütungskante 10 oder Unebenheiten an der Vergütungskante 10 kann in einem nachfolgenden Arbeitsschritt beispielsweise durch Fräsen oder Abschleifen, entfernt werden. Es ist jedoch auch möglich, dass die Vergütungskante 10 in das Werkstück 1 hineingedrückt werden kann, wobei dies vorzugweise bis in den Übergangsbereich 4 und weiter bevorzugt nur in den Mittenbereich 6 geschieht. Der Randbereich ist in der Regel zu fest, so dass bei einem einfachen Eindrücken einer Vergütungskante 10 in das Werkstück 1 Beschädigungen im Randbereich entstehen könnten, die auch von außen zu sehen sind. Auch der Übergangsbereich 4 könnte schon eine so hohe Festigkeit aufweisen, dass der Randbereich 3 unter Umständen durch das Hineindrücken einer Vergütungskante beschädigt wird. Das Eindrücken ohne vorheriges Ausfräsen ist erst ab einer Dichte von weniger als 500 kg/m3, bevorzugt bei weniger als 400 kg/m3 und insbesondere erst bei einer Dichte von weniger als 300 kg/m3 sinnvoll.
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Eine andere bevorzugte Möglichkeit zur Vergütung der Schmalseite besteht darin, ein Haftmittel und/oder ein Verfestigungsmittel, wie beispielsweise Leim oder Harz, in den Mittenbereich 6, beispielsweise mittels eines Extruders durch Pressen einzubringen, so dass, wenn das Haft- oder Verfestigungsmittel ausgehärtet ist, die Schmalseite des Werkstücks 1 gehärtet und somit vergütet ist (nicht in 1 gezeigt). Vor dem Einbringen des Haft- und/oder Verfestigungsmittels kann gleichzeitig oder auch in einem eigenen Arbeitsschritt eine Kantenbearbeitung durchgeführt werden, um eventuelle Unebenheiten des Mittenbereichs der Schmalseite zu entfernen. Ein Haft- oder Verfestigungsmittel hat darüber hinaus den Vorteil, dass mit dem Einbringen dieses Mittels und anschließendem Auflegen der Dekorkante, das Vergütungsmittel gleichzeitig das Anhaftmittel für die Dekorkante 12 darstellen könnte. Der Unterschied zu einem einfachen Aufleimen der Dekorkante besteht darin, dass das Haftmittel nicht nur auf die Oberfläche der Schmalseite des Werkstücks 1 aufgebracht wird, sondern eben auch in die poröse Struktur des Außenbereichs des Mittenbereichs hinein gedrückt wird, so dass es zumindest bis in eine Tiefe von 2, vorzugsweise 3, weiter vorzugsweise 4 mm oder mehr eindringt. Der Außenbereich ist hier ein Randbereich der Schmalseite zur Dekorkante 12 hin. Als Haft- oder Verfestigungsmittel eignen sich besonders Haftstoffe oder Harze wie EVA-Schmelzkleber, APAO-Kleber, PU, PA, Polyolefine und Hartstoffharze.
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Der Mittenbereich 6 weist vorzugsweise eine Dichte (entspricht der Festigkeit der Mittelschicht) von weniger als 550 kg/m3 auf, liegt weiter bevorzugt in einem Bereich von weniger als 500 kg/m3, noch weiter bevorzugt in einem Bereich von weniger als 450 kg/m3 und insbesondere im Bereich von 200–400 kg/m3.
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Die Dekorkanten 12 bestehen aus verschiedenen Materialien und können deshalb in verschiedene Festigkeitsklassen eingeteilt werden. Natürlich eigenen sich festere Dekorkanten 12 besser, um auf minderwertiges Material aufgebracht zu werden, jedoch geht im Allgemeinen die höhere Festigkeit mit einer geringeren Flexibilität der Dekorkante 12 einher, so dass enge Radien mit hochfesten Kanten weniger gut belegt werden können. Grundsätzlich kann man sagen, dass sich die Dekorkanten in feste (Metallkanten, Kunststoffkanten aus Thermoplaste, etc.), in mittelfeste (Holzfurnier, Kunststoffkanten aus Elastomeren) und in weiche (Papier, Pappe, Melamin) Materialien einteilen lassen. Ferner lässt sich grundsätzlich sagen, dass, je dünner eine Dekorkante 12 ist, die Wahrscheinlichkeit desto größer wird, dass eine Vergütung der Werkstückschmalseite vorgenommen werden muss.
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2 zeigt drei Graphen, mit deren Hilfe eine bevorzugte Einteilung getroffen werden kann, ob eine Vergütungsbearbeitung vorgenommen werden soll, oder ob nicht. An diesen Graphen kann festgestellt werden., ab welcher Dichte der Mittelschicht (x-Achse) bei welcher Dicke der Dekorkante (y-Achse) eine Vergütung notwendig ist. Bei dem Verfahren zur Entscheidung über die Vergütungsbearbeitung wird die Entscheidung bevorzugt nach Kennlinie 1 und/oder Kennlinie 2 und/oder Kennlinie 3 aus 2 zuerst einmal unabhängig vom Dekorkantenmaterial getroffen. Weiter bevorzugt ist es jedoch, diese Kennlinien mit dem Dekorkantenmaterial zu Verknüpfen, wie es in 2 dargestellt ist.
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Die in 2 gezeigten Kennlinien sind nah zueinander gewählt, jedoch nur beispielhaft. Bevorzugte Ausführungen der Kennlinien 1 und 2 sind parallel auf der y-Achse verschoben, genauer gesagt ist Kennlinie 1 vorzugsweise um 2 mm und Kennlinie 2 vorzugsweise um 1 mm verschoben.
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Die drei Kennlinien lassen sich bevorzugt durch Geradengleichungen ausdrücken, wobei Kennlinie 1 (weiches Material) vorzugsweise durch y = –0,00155·x + 1,5 (bzw. +3,5 bei der auf der y-Achse parallel verschobenen Kennlinie), Kennlinie 2 (mittelfestes Material) vorzugsweise durch y = –0,00136·x + 1,34 (bzw. +2,34 bei der auf der y-Achse parallel verschobenen Kennlinie) und Kennlinie 3 (festes Material) vorzugsweise durch y = –0,00094·x + 0,98 ausgedrückt werden kann. Diese Geradengleichungen stellen bevorzugte Näherungen der Graphen dar.
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Die Schritte des Vergütens und des Aufbringens der Dekorkante 12 können variiert werden. Normalerweise wird in einem ersten Schritt die Schmalseite vergütet, und dann in einem zweiten Schritt die Dekorkante 12 aufgebracht. Es kann allerdings ebenfalls eine Vergütungskante 10 zuerst auf die Dekorkante 12 aufgebracht werden, und dann zusammen mit der Dekorkante 12 an der Schmalseite des Werkstücks 1 angebracht werden. Eine andere Möglichkeit wäre zuerst die Vergütungskante 10 in die Schmalseite des Werkstücks 1 einzubringen, und im selben Arbeitsschritt gleich anschließend die Dekorkante 12 auf die Schmalseite aufzubringen.
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Zwischen dem Vergüten und dem Aufbringen der Dekorkante 12 kann noch einmal ein Nachbearbeitungsschritt vorgesehen sein, der wiederum in einem eigenen Arbeitsschritt erledigt werden kann, oder aber zusammen mit dem Einbringen der Vergütungskante 10 und/oder zusammen mit dem Aufbringen der Dekorkante 12 in einem Arbeitsschritt erledigt wird.
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Bei dem Einbringen einer Vergütungskante 10 und dem Ausfräsen einer Aussparung 8, wird die Aussparung 8 bevorzugt nur in den Mittenbereich 5 eingefräst, da dann die Toleranzen für die Aussparung 8 auch etwas größer Ausfallen dürfen. Bei dem Einbringen der Vergütungskante 10 können die Überstände und Unsauberkeiten, die eventuell von oben und von unten in die Aussparung 8 hinein ragen könnten, durch das Einbringen der Vergütungskante 10 entfernt werden, indem die Vergütungskante 10 diese entweder in das Werkstück 1 oder an die Randbereiche 3 drängt. Es ist aber ebenfalls möglich, die Aussparung bis in die Übergangsbereiche, falls vorhanden, zu fräsen, da diese, wenn sie denn durch das Ausfräsen vorbearbeitet werden, ebenfalls in den meisten Fällen noch ausreichend leicht von der Vergütungskante „gewaltsam” verdrängt werden könnten, ohne dass die Qualität des Randbereichs oder der Schmalseite an sich verschlechtert wird.
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Vor dem Vergüten mit einer Vergütungskante 10 wird vorzugsweise ein Haftmittel wie Leim auf die Schmalseite und in eine eventuelle Aussparung 8 aufgetragen. Auch zwischen jedem Arbeitsschritt kann Leim oder ein anderes Haftmittel auf die Schmalseite des Werkstücks 1 oder auf die jeweilige Kante (Vergütungskante, Dekorkante) aufgetragen werden, so dass in der Aussparung 8 ein Haftmittel für die Vergütungskante 10 ist und auf der Außenseite der Vergütungskante 10 ein Haftmittel für die Dekorkante 12 ist. Die Dekorkante 12 haftet somit nicht nur an den Randbereichen an, sondern an der gesamten Schmalfläche des Werkstücks 1.
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Nach dem Aufbringen der Dekorkante 12 kann diese ebenfalls noch einmal nachbearbeitet werden, um eventuelle Überstände über die Randbereich oder gar die Dekorbereiche 2 der Breitseiten des Werkstücks 1 zu entfernen oder auch um die Eckbereiche im Übergang Schmalseite-Breitseite abzurunden, abzufräsen oder ähnliches.
