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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kaschierung von Schmalseiten plattenförmiger Werkstücke sowie eine nach diesem Verfahren herstellbare Schmalseitenkaschierung.
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Schmalseitenkaschierungen der in Rede stehenden Art werden verwendet, wenn plattenförmige Werkstücke aus ebenfalls plattenförmigen Halbzeugen aus Holz oder Holzersatzwerkstoffen hergestellt werden. In diesem Fall ist es regelmäßig so, dass die Oberflächen der Flächenseiten, d. h. der beiden Oberflächen mit der größten flächigen Ausdehnung, bereits beschichtet sind. Die Halbzeuge werden dann entsprechend der gewünschten Bemaßung an ihren Schmalseiten zurechtgeschnitten und mit einer regelmäßig optisch an die Oberflächenbeschichtung der Flächenseiten angepassten Kantenkaschierung versehen.
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Bei dem aufgebrachten Kantenkaschierungsmaterial handelt es sich regelmäßig um streifenförmige, ein- oder mehrschichtige Kunststoffbänder, die als sogenannte Kantenbänder bezeichnet werden. Zur sprachlichen Vereinfachung wird im Folgenden der Begriff Kantenbänder verallgemeinert für Kantenkaschierungsmaterialien verwendet.
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Ein verbreitetes Problem bei der Herstellung solcher Schmalflächenkaschierungen ist der Übergang zwischen dem Kantenband und der Oberfläche der Flächenseite des Werkstücks. Hier entsteht oft eine Fuge, in deren Bereich die Anhaftung des Kantenbands an die Schmalseite versagt, so dass ein schmaler Zwischenraum zwischen dem plattenförmigen Halbzeug und dem Kantenband entsteht. In diesem kann sich Schmutz sammeln, was zu unschönen optischen Beeinträchtigungen dieses Übergangsbereichs führt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kaschierung von Schmalseiten plattenförmiger Werkstücke sowie eine nach diesem Verfahren herstellbare Schmalseitenkaschierung aufzuzeigen, welche eine bessere Anbindung des Kantenbands an die Schmalseite des plattenförmigen Halbzeugs im Bereich des Übergangs zwischen Schmalseite und Flächenseite des Werkstücks ermöglichen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Schmalseitenkaschierung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Merkmale der abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass an der Schmalseite des plattenförmigen Werkstücks, auf die das Kantenband aufgebracht werden soll, vor dem Aufbringen des Kantenbandes eine Profilierung erzeugt wird. Das Erzeugen der Profilierung kann beispielsweise durch ein spanabhebendes Verfahren, insbesondere durch Fräsen erfolgen. Die Profilierung ist erfindungsgemäß so gestaltet, dass ein an die Flächenseite des Werkstücks angrenzender Randbereich der Schmalseite gegenüber dem in Dickenrichtung des Werkstücks mittleren Bereich der Schmalseite zurückspringt.
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Da zumindest im Fall der Kaschierung gerader Kanten das Kantenband mit einer ebenen Fläche an der Schmalseite und somit insbesondere an dem vorspringenden und mittleren Bereich der Schmalseite anliegt, entsteht zunächst der Eindruck, dass zurückspringende Bereiche der Schmalseite, die an die Flächenseite angrenzen, eher zu einer Verbreiterung der unerwünschten Fugen zwischen Kantenband und Oberfläche der Flächenseite des Werkstücks führen würden. Es hat sich jedoch überraschenderweise gezeigt, dass diese Fugen bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine bessere Anbindung des Kantenbands an die Schmalseite zeigen und die Fuge durch das haftvermittelnde Material – zumindest weitestgehend – verschlossen ist. Dabei kann es sich bei dem haftvermittelnden Material um einen Leim, beispielsweise einen Heißleim handeln, mit dem das Kantenband mit der Schmalseite verbunden wird, es kann sich auch um eine Haftschicht bzw. eine haftvermittelnde Schicht des Kantenbandes handeln. Diese kann beispielsweise durch Wärmeeintrag, vorzugsweise durch einen Laser oder ein Heißluftgebläse, aktiviert worden sein, wobei die Aktivierung insbesondere ein Aufschmelzen zum Zwecke des Aufbringens des Kantenbandes auf die Schmalseite bedeutet.
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Es hat sich gezeigt, dass durch die erfindungsgemäße Profilierung der Schmalseite dem Effekt entgegengewirkt werden kann, der als ursächlich für die schlechte Anbindung von Kantenbändern an konventionelle Schmalseiten identifiziert werden konnte. Wird ein Kantenband auf eine Schmalseite aufgebracht, so erfährt es vor dem Aufbringen auf die Schmalseite eine Durchbiegung. Diese Durchbiegung führt zu einer Schüsselung, d. h. zur Ausbildung einer konkaven Oberfläche auf der der Schmalseite des Werkstücks zugewandten Fläche des Kantenbandes. Wird das derart geschüsselte Kantenband auf die Kante aufgebracht, so wird haftvermittelndes Material im Bereich der Ränder der Schmalseite, d. h. an den an die Oberflächen der Flächenseite angrenzenden Bereichen der Schmalseite aus der Fügezone zwischen Schmalseite und Kantenband heraus verdrängt. Im Ergebnis führt dies dazu, dass dieses haftvermittelnde Material, beispielsweise aufgeschmolzenes Kantenbandmaterial, dann nicht mehr zum Verbinden von Schmalseite und Kantenband an den Randbereichen der Schmalseite zur Verfügung steht, wodurch sich die störenden Fugen und Bereiche schlechter Anbindung ausbilden.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird diese Verdrängung haftvermittelnden Materials vermindert. Es hat sich gezeigt, dass die Verbreiterung der Fuge durch den zurückspringenden Bereich durch die verminderte Verdrängung von haftvermittelndem Material aus dem Bereich der Fuge überkompensiert wird, so dass insgesamt eine besondere Anbindung im Randbereich entsteht.
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Dabei kann die Profilierung verschiedene geometrische Ausgestaltungen aufweisen. Es kann sich beispielsweise um eine Fase, also eine leichte ebene Abschrägung des Randbereichs der Schmalseite handeln. Es ist aber auch möglich, eine Verrundung am Randbereich der Schmalseite vorzusehen oder einen Falz, also einen stufenförmigen Absatz, am Randbereich der Schmalseite zu erzeugen. Natürlich können auch Kombinationen dieser geometrischen Ausgestaltungen vorhanden sein, beispielsweise in Form einer abgerundeten Fase oder ähnlichem.
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Ein in Dickenrichtung mittlerer Bereich der Schmalseite ist vorzugsweise der am weitesten vorstehende Bereich der Schmalseite. Gegenüber diesem Bereich springen die Profilierungen der Randbereiche der Schmalseite zurück. Vorzugsweise hat dieser mittlere Bereich der Schmalseite einen ebenen, zu den Flächenseiten des Werkstücks senkrechten Verlauf.
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Vorteilhaft ist, wenn sich die Abmessungen der Profilierung in einem bestimmten Wertebereich bewegen. Dabei lassen sich die Abmessungen der Profilierung in sinnvoller Weise über das Maß, um das die Profilierung in der Ebene der Oberfläche der Flächenseite des Werkstücks zurückspringt, welches vorzugsweise höchstens 0,1 mm und/oder wenigstens 0,01 mm beträgt bzw. die Erstreckung der Profilierung in der Dickenrichtung des Werkstücks von der Verlängerung der Oberfläche der Flächenseite zum mittleren Bereich der Schmalseite hin, welche vorzugsweise höchstens 1 mm und/oder wenigstens 0,1 mm beträgt, beschreiben.
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Durch die begrenzenden Linien der Profilierung an der Schmalseite bzw. Oberfläche der Flächenseite lässt sich eine Ebene bzw. im Falle einer gekrümmten Schmalseite eine Gerade legen, die einen Winkel zur Oberfläche der Flächenseite bildet. Dieser Winkel kann ebenfalls als Maß für die Profilierung verwendet werden und bewegt sich vorzugsweise zwischen 85° und 89° weiter vorzugsweise zwischen 78° und 85°.
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Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren, wenn Kantenbänder auf Schmalseiten aufgebracht werden, die einen konvex gekrümmten Verlauf aufweisen. Dies ist insbesondere im Falle abgerundeter Ecken plattenförmiger Werkstücke der Fall. Bei diesen Bereichen entsteht durch die Krümmung, die dem Kantenband, welches auf die konvex gekrümmte Schmalseite aufgebracht wird, aufgezwungen wird, ebenfalls eine Schüsselung des Kantenbandes. Die zur Schmalseite hin orientierte Fläche des Kantenbandes ist infolge der Krümmung des Werkstücks in der dem Verlauf der Schmalseite folgenden Richtung konkav gekrümmt. Infolge des in neren mehrachsigen Spannungszustandes, der im Material des Kantenbands dadurch entsteht, bildet sich in der hierzu senkrechten Richtung, d. h. in der Dickenrichtung des Werkstücks, an dieser dem Werkstück zugewandten Fläche des Kantenbandes hingegen eine konvexe Krümmung aus. Hierdurch werden die Randbereiche von der Schmalseite des Werkstücks weggebogen. Infolgedessen entsteht eine zusätzliche Zugbeanspruchung der Verbindung zwischen Kantenband und Schmalseite im Randbereich derartig gekrümmter Schmalseitenverläufe. Die eingangsbeschriebene grundsätzliche Problematik der Spaltenbildung tritt aus diesem Grund bei derartigen gekrümmten Schmalseitenverläufen in verstärktem Maße auf. Dementsprechend ist eine Bekantung solcher gekrümmter Kantenverläufe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders vorteilhaft, da hier der Vorteil der vorliegenden Erfindung, eine bessere Anbindung des Kantenbands in den Randbereichen zu bewirken, noch stärker zum Tragen kommt.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 bis 10 schematisch näher erläutert.
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1 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbringens eines Kantenbandes auf die Schmalseite eines Werkstücks.
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2 zeigt eine Querschnittdarstellung der Annäherung des Kantenbandes an die Schmalseite während des Aufbringens.
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3 zeigt eine Querschnittdarstellung des Aufbringens eines Kantenbandes an eine Schmalseite während des Anpressens des Kantenbandes.
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4 zeigt eine Querschnittsdarstellung des Zustands unmittelbar nach dem Aufbringen des Kantenbands auf die Schmalseite nach dem Stand der Technik.
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5 zeigt eine beispielhafte erfindungsgemäße Profilierung einer Schmalseite.
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6 zeigt eine beispielhafte erfindungsgemäße Profilierung einer Schmalseite im Bereich einer abgerundeten Ecke eines plattenförmigen Werkstücks.
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7 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbringens eines Kantenbands auf eine erfindungsgemäß profilierte Schmalseite.
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8 zeigt eine Querschnittsdarstellung der Annäherung des Kantenbands an eine erfindungsgemäß profilierte Schmalseite unmittelbar vor dem Aufbringen des Kantenbands auf die Schmalseite.
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9 zeigt ein während des Aufbringens auf eine erfindungsgemäß profilierte Schmalseite an diese angedrücktes Kantenband im Querschnitt.
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10 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines auf eine erfindungsgemäß profilierte Schmalseite aufgebrachten Kantenbandes unmittelbar nach dem Aufbringen.
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In 1 ist schematisch dargestellt, wie ein Werkstück 1 in typischer Weise nach dem Stand der Technik mit einem Kantenband 2 versehen wird. Das Kantenband 2 wird an die Schmalseite 3 des Werkstücks 1 herangeführt und von einer Andruckeinrichtung 4, die beispielsweise als Rolle ausgeführt sein kann, mit einer Andruckkraft F an die Schmalseite 3 angedrückt. Dabei erfährt das Kantenband 2 beim Heranführen an die Schmalseite 3 typischerweise eine Durchbiegung. Aus dieser resultiert eine Schüsselung, d. h. eine Krümmung in der Dickenrichtung Y des Werkstücks 1, die in 2 schematisch dargestellt ist. Die Verbindung zwischen dem Kantenband 2 und der Schmalseite 3 wird durch ein haftvermittelndes Medium, wie ein Leim oder ein Kleber oder wie im vorliegenden Beispiel durch eine haftvermittelnde oder Haftschicht 5 bewirkt. Diese ist im gezeigten Beispiel auf einer Trägerschicht 6 des Kantenbandes 2 aufgebracht. Regelmäßig bedingt die Aktivierung einer solchen aktivierbaren Haftschicht 5, dass diese beispielsweise durch Aufschmelzen in einen flüssigen oder zumindest zähflüssigen Zustand überführt wird. Wie in 2 deutlich zu erkennen, gelangen die Randbereiche der Schmalseite 3 mit den so zwischen der Oberfläche 8 der Flächenseite und der Schmalseite 3 gebildeten Ecken zuerst in Kontakt mit der Haftschicht 5. Dadurch wird im Bereich dieser Eckbereiche haftvermittelndes Material aus der für die Materialverbindung wesentlichen Zone zwischen der Schmalseite 3 und der Trägerschicht 6 heraus verdrängt.
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In einem anschließenden Verfahrensschritt, der in 3 dargestellt ist, wird das Kantenband 2 mit einer Andruckkraft F an die Schmalseite 3 des Werkstücks 1 angedrückt. Die Situation unmittelbar nach dem Verlassen dieser Andruckzone ist in 4 dargestellt. Aufgrund von Resteigenspannungen im Kantenband kommt es in den Randbereichen, in denen die Verbindung zwischen Kantenband 2 und Werkstück 1 durch die beschriebene Verdrängung des haftvermittelnden Materials geschwächt ist, zum Versagen der Verbindung, es entsteht ein Spalt 9 aufgrund der teilweisen Ablösung des Kantenbands 2 vom Werkstück 1 im Randbereich der Schmalseite 3.
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Dem kann mit einer erfindungsgemäßen Profilierung 7 der Schmalseite 3 des Werkstücks 1 entgegengewirkt werden. Eine beispielhafte erfindungsgemäße Profilierung ist in 5 dargestellt.
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Die erfindungsgemäß an der Schmalseite 3 des Werkstücks 1 erzeugte Profilierung 7 springt gegenüber dem mittleren Bereich der Schmalseite 10 der Schmalseite 3 zurück. In 5 ist die Profilierung 7 beispielhaft als Fase ausgeführt. Es kommen jedoch auch andere geometrische Ausgestaltungen, beispielsweise in Form einer Verrundung oder einer Falz in Frage.
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Vorzugsweise ist diese Profilierung derart bemessen, dass der Abstand A1 zwischen einer zur Oberfläche 8 der Flächenseite des Werkstücks 1 senkrechten, in Dickenrichtung Y des Werkstücks 1 verlaufenden und den am weitesten vorstehenden Bereich 10 der Schmalseite 3 berührenden Geraden einerseits und der durch die Profilierung gebildeten Begrenzung der Oberfläche der Flächenseite andererseits höchstens 0,1 mm und/oder wenigstens 0,01 mm beträgt.
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Vorteilhafterweise ist die Profilierung derart bemessen, dass der Abstand A2 zwischen einer in Verlängerung der Oberfläche 8 der Flächenseite des Werkstücks 1 verlaufenden Geraden einerseits und der durch die Profilierung gebildeten Begrenzung des am weitesten vorstehenden Bereichs 10 der Schmalseite 3 andererseits höchstens 1 mm und/oder wenigstens 0,1 mm beträgt.
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Vorzugsweise resultiert aus der Bemessung der Profilierung ein Winkel α zwischen der Oberfläche 8 der Flächenseite einerseits und einer Referenzebene E andererseits. Die Referenzebene E ist dabei durch die Begrenzung des am weitesten vorstehenden Bereichs 10 der Schmalseite 3, die durch die Profilierung gebildet wird, zum einen und durch die Begrenzung der Oberfläche 8 der Flächenseite, die durch die Profilierung gebildet wird zum anderen festgelegt. Es versteht sich, dass bei gekrümmten Verläufen der Schmalseite, beispielsweise bei abgerundeten Ecken der plattenförmigen Werkstücke 1, die Referenzebene entsprechend die tangentiale Ebene zu den vorstehend beschriebenen Begrenzungslinien, die im Fall einer gekrümmten Kante natürlich ebenfalls gekrümmt im Raum verlaufen, ist. Der Winkel α beträgt bevorzugt zwischen 85° und 89°, weiter bevorzugt zwischen 78° und 85°.
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In 6 ist beispielsweise dargestellt, wie die Profilierung 7 in einem abgerundeten Eckbereich eines Werkstücks 1 angebracht ist. Eine solche Profilierung kann dann vorteilhaft sein, wenn im Bereich der geraden Kantenverläufe eine zufriedenstellende Fertigungsqualität nach konventionellen Verfahren erreicht werden kann, im Bereich des gekrümmten Schmalseitenverlaufs an der abgerundeten Ecke des Werkstücks 1 jedoch eine konventionelle Fertigung der Schmalseitenkaschierung problematisch ist. In diesen Fällen kann es die kosteneffizienteste Lösung darstellen, die erfindungsgemäßen Profilierungen 7 gezielt an den gekrümmten und damit kritischen Bereichen der Schmalseite vorzusehen und die geraden Bereiche der Schmalseite 3 zumindest im Wesentlichen nach konventionellen Verfahren vorzusehen.
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In 7 ist noch einmal schematisch das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbringen des Kantenbandes 2 auf das Werkstück 1 dargestellt, wie in 7 zu erkennen, erzeugt die erfindungsgemäße Profilierung 7 an der kritischen Stelle am Übergang zwischen Kantenband 2 und Flächenseite im Grunde einen breiteren Spalt, als dies bei den konventionellen Verfahren der Fall ist. Wie aus 8 jedoch hervorgeht, drückt aufgrund der erfindungsgemäßen Profilierung 7 kein derart scharfkantiger Eckbereich in die Haftschicht 5 und führt in dem hohen Maße, wie es nach dem Stand der Technik der Fall ist, zu einer Verdrängung des haftvermittelnden Materials. Dieses kann dann während des in 9 dargestellten Anpressvorgangs den sich keilförmig ausbildenden Spalt zwischen der Profilierung 7 und der Trägerschicht 6 des Kantenbands 2 ausfüllen und so für eine vollständige Verbindung an dieser Stelle sorgen. Das Ergebnis ist die in 10 schematisch dargestellte Verbindung zwischen Kantenband 2 und Werkstück 1, bei dem der Fugenbereich 11 durch haftvermittelndes Material ausgefüllt ist, weshalb sich das Kantenband nun nicht mehr unter Ausbildung eines unerwünschten Spaltes ohne intakte Haftverbindung vom Werkstück 1 löst.
