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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines platten- oder stabartigen Bauelements aus wenigstens zwei über verleimte Keilzinkenverbindungen stirnseitig gefügten Werkstücken aus Holz, wobei die Werkstücke schrittweise in eine Arbeitsstation eingeführt, stirnseitig gefräst, mit Klebstoff beschichtet, durch Aneinanderpressen gefügt und weiter gefördert werden. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
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DE 12 29 274 A beschreibt eine Vorrichtung zur Herstellung von verleimten Keilzinken-Stoßverbindungen an Werkstücken aus Holz oder Holzwerkstoff. Mithilfe der offenbarten Vorrichtung können derartige Verbindungen auch an Balken Verwendung finden, die im konstruktiven Holzbau genutzt werden.
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Aus
DE 11 66 449 A ist ein Verfahren zum schnellen Aneinanderleimen von gesunden Holzabschnitten mit über 20% Holzfeuchte zu Bauhölzern von bestimmter oder unbestimmter Länge bekannt, deren aneinanderstoßende Enden gezinkt und nach einem ein- oder mehrmaligen Auftragen von heiß härtbarem Leim auf die Verleimflächen unter Preßdruck zusammengefügt werden. Hierbei werden für den ungehinderten Abzug von Holz- und Leimfeuchtigkeit aus den Verleimstellen die aneinanderstoßenden Enden der Holzabschnitte derart gezinkt und so zusammengefügt, dass im Zinkgrund ein durchgehender von der Unterseite bis zur Oberseite der Abschnitte reichender Spalt bestehen bleibt und dass zur Aushärtung der Verleimung die verleimten Hölzer in ein wasserabweisendes auf die Aushärtetemperatur des Leimes erhitztes Bad eingelagert werden.
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DE 10 2008 060 823 A1 offenbart ein Verfahren zum Stapeln von Holzquadern oder Holzbrettern, die der Länge nach aus mehreren Teilstücken zusammengesetzt sind, welche an ihren Enden frisch miteinander verleimt sind und im Querschnitt untereinander gleiche Abmessungen haben. Hierbei ist vorgesehen, dass die Quader bzw. Bretter vereinzelt maschinell von einem Träger abgehoben und in den Lagen des Stapels mit Abstand nebeneinander abgelegt werden.
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Aus
DE 10 2006 040 901 B4 ist ein Fräswerkzeug zur Erzeugung einer Riffelung im Hirnholz von Holzkanteln für Fensterelemente mit einer Vielzahl regelmäßig über den Umfang verteilter Schneidflächen bekannt, wobei die Schneidflächen so angeordnet sind, dass sie eine Mikroverzahnung mit einer gleichmäßigen Profiltiefe von 0,2 bis 1,5 mm ausbilden.
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DE 298 04 878 U1 beschreibt ein Furnier zum Verleimen mit einem Möbel- oder Bauelement mit nebeneinander jeweils über eine Leimfuge miteinander verbundenen Furnierstreifen, wobei die Furnierstreifen durch hintereinander angeordnete über eine Stoßfuge jeweils miteinander verbundene Furnierelemente gebildet werden. Im Stoßbereich unterseitig wird eine Folien- oder Papiereinheit aufgeklebt. Die Papiereinheit weist rasterförmig angeordnete Ausnehmungen auf, die beim Verleimen des Furniers eine direkte Verleimung der Unterseite des Furniers mit dem jeweiligen Bauelement ermöglichen, was die Sicherheit gegen Lösen im Bereich der Stoßfugen erhöht.
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Bei der Herstellung von Bauelementen, wie Leisten, Brettern, Bohlen oder Balken, die aus mehreren über verleimte Keilzinkenverbindungen zusammengesetzten Werkstücken bestehen, besteht das Problem, dass zur Erzielung einer vorgegebenen und zu garantierenden Festigkeit der Klebeverbindung zwischen den mit einem Keilzinkenprofil versehenen Stirnflächen der Werkstücke vor dem Fügen die Stirnflächen vollflächig mit einer ausreichenden Menge an Klebstoff beschichtet sein müssen. Um dies sicherzustellen ist es notwendig, die aufgetragene Klebstoffmenge so zu dosieren, dass beim Fügen durch Zusammenpressen der Stirnseiten der Werkstücke ein Austreten einer geringen Klebstoffmenge aus den Fugen der Fügestelle praktisch unvermeidlich ist. Während der Weiterverarbeitung und beim anschließenden Stapeln der aus mehreren über verleimte Keilzinkenverbindungen zusammengesetzten Werkstücken bestehenden Bauelementen besteht die Gefahr, dass an den Fügestellen ausgetretene Klebstoffreste die Fördereinrichtungen verschmutzen und ungewolltes Verkleben von Bauelementen miteinander bewirken, wenn diese für späteren Weitertransport aufeinander gestapelt werden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das die genannten Nachteile vermeidet und gewährleistet, dass an einer Fügestelle ausgetretene Klebstoffreste den weiteren Transport und die Stapelung der gefügten Bauelemente nicht beeinträchtigen können.
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Die genannte Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren und die in Anspruch 13 angegebene Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auf eine geklebte Fügestelle eines Bauelements nach dem Fügen zweier Werkstücke zumindest an einer Seite des Bauelements ein nicht klebendes, flüssiges oder festes Mittel aufgebracht, das ein Ankleben an aus Fügefugen der Fügestelle ausgetretenem Klebstoff verhindert. Das flüssige oder feste Mittel legt sich auf die Oberfläche des ausgetretenen Klebstoffs und bildet dadurch eine Trennschicht, die bewirkt, dass sich der ausgetretene Klebstoff nicht mit einem mit ihm in Kontakt kommenden Teil, z.B. einem im Stapel aufliegenden Bauelement, verbinden kann. Zum Verhindern des Klebens eignen sich Flüssigkeiten, wie öl- oder paraffinhaltige Flüssigkeiten oder Wasser, oder pulverförmige feste Stoffe oder flächige, dünnwandige Gegenstände. z.B. aus Holz, Papier oder Kunststoff. Das flüssige oder feste Mittel kann auch dazu dienen, das Aushärten des ausgetretenen Klebstoffs so zu beschleunigen, dass bei Stapelung des Bauteils der Klebstoff ausgehärtet und damit nicht mehr klebend ist. Bei üblichen Holzklebstoffen kann das Aushärten durch Kontakt mit Wasser beschleunigt werden. Das Aufbringen des flüssigen Mittels kann vorteilhaft durch Sprühen mittels einer Sprüheinrichtung erfolgen.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann als festes Mittel zum Verhindern des Anklebens an aus Fügefugen ausgetretenem Klebstoff eine an dem Bauelement haftende dünnwandige Auflage verwendet werden, die zumindest eine Seite der Fügestelle des Bauelements bedeckt. Durch die dünnwandige Auflage werden die Fügefugen der Fügestelle und dort vorhandene Klebstoffreste überdeckt, sodass die Klebstoffreste bei der weiteren Förderung oder Verarbeitung die dafür verwendeten Einrichtungen nicht verschmutzen und beim Stapeln benachbarte Bauelemente nicht miteinander verkleben können.
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Bei der zumindest einen Seite handelt es sich vorzugsweise um die Oberseite der Fügestelle, da es hauptsächlich dort, bedingt durch das Verfahren zum Auftragen des Klebstoffs, zum Austreten von Klebstoff kommen kann. Vorsorglich kann jedoch auch an den beiden Seiten, die beim Stapeln der Bauelemente mit einem darunter oder darüber liegenden Bauelement in Kontakt kommen, ein das Kleben verhinderndes Mittel auf die Fügestelle aufgetragen oder eine dünnwandige Auflage angebracht werden. Bei Bauelementen mit rechteckigem Querschnitt sind dies die Seiten, die eine größere Breite haben und es sind dies in der Regel auch die Seiten, die beim Fräsen der Keilzinken quer zur Fräsrichtung verlaufen, sodass auf diesen Seiten sich die im Zickzack verlaufenden Fügefugen der Keilzinkenverbindung befinden.
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Die dünnwandige Auflage kann nach der Erfindung vorzugsweise aus Papier oder einer Folie aus Kunststoff bestehen. Der Form nach kann als Auflage jeweils ein einzelnes Blatt verwendet werden. Die Auflage kann aber auch ein Streifen oder Abschnitt eines Bandes sein, wobei der Streifen oder der Abschnitt des Bandes ganz oder teilweise um die Fügestelle herumgeführt werden. Vorteilhaft ist weiterhin, wenn die Auflage auf einer Seite mit einem Haftmittel, beispielsweise einem Klebstoff, beschichtet ist, durch welches sie an dem Bauelement haftet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Auflage aus einem mit Wachs beschichteten Papier. Hierbei kann das Haften der Auflage an dem Bauelement durch Einwirken von Wärme bewirkt werden.
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Nach einem Vorschlag des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Bedecken der Fügestelle des Bauelements mit der an dem Bauelement haftenden dünnwandigen Auflage in einer Fügeposition des Bauelements erfolgen, in der zwei Werkstücke durch Aneinanderpressen gefügt werden. Das Anbringen der Auflage erfolgt dabei in der Arbeitsstation vor dem Weitertransport.
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Nach einem anderen Vorschlag des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Bedecken der Fügestelle des Bauelements mit der an dem Bauelement haftenden dünnwandigen Auflage in einer Arbeitsposition erfolgen, in die das Bauelement nach dem Fügen aus einer hierzu eingenommenen Fügeposition in einer Förderrichtung um einen festgelegten Förderweg gefördert wird, der dem Abstand der Arbeitsposition von der Fügeposition entspricht. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass eine Anbringungsvorrichtung zum Anbringen der dünnwandigen Auflage an dem Bauelement ortsfest in einem definierten Abstand von der Arbeitsstation und damit von der Einrichtung zum Fräsen, mit Klebstoff beschichten und Fügen der Werkstücke angeordnet sein kann. Als Nachteil ist hierbei jedoch anzusehen, dass wegen der unterschiedlichen Länge, die die zugeführten Werkstücke in Förderrichtung in der Regel haben, der Förderweg für das Erreichen der Arbeitsposition meist nicht dem Förderweg entspricht, der für das Verbinden des Bauelements mit einem ihm nachfolgenden Werkstück notwendig ist. Das Bauelement muss daher nach dem Anbringen der dünnwandigen Auflage aus der Arbeitsposition erneut in oder entgegen der Förderrichtung in eine neue Fügeposition gefördert werden, wenn an seinem in Förderrichtung hinteren Ende ein weiteres Werkstück angefügt werden soll.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann nach dem Fügen zweier Werkstücke und beim Bewegen des Bauelements in Förderrichtung in eine neue Fügeposition zum Anfügen eines weiteren Werkstücks am hinteren Ende des Bauelements der Förderweg des Bauelements in die neue Fügeposition gemessen und aus dem Messergebnis die Position der Fügestelle des Bauelements in Bezug auf die Arbeitsstation bestimmt werden. Das Anbringen der Auflage kann dann mittels seiner in Förderrichtung bewegbaren Anbringungsvorrichtung erfolgen, die in die jeweilige Position der Fügestelle bewegt werden kann. Hierbei ist von Vorteil, dass das Bauelement jeweils nur in eine neue Fügeposition für das Anbringen eines weiteren Werkstücks bewegt werden muss, in der dann gleichzeitig mit der Bearbeitung der neuen Fügestelle die Auflage an der zu bedeckenden Fügestelle angebracht werden kann. Das Bewegen des Bauelements in eine von einer Fügeposition abweichende Arbeitsposition zum Anbringen der Auflage entfällt.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens kann auch vorgesehen sein, dass das Bedecken der Fügestelle des Bauelements mit der daran haftenden dünnwandigen Auflage während einer Bewegung des Bauelements in Förderrichtung erfolgt, indem die in Förderrichtung bewegbare Anbringungsvorrichtung an die zu bedeckende Fügestelle herangeführt und während der Anbringung der Auflage synchron mit der Fügestelle des kontinuierlich in Förderrichtung bewegten Bauelements bewegt wird. Dieses Verfahren ermöglicht das Anbringen der dünnwandigen Auflage während der Förderung des Bauelements und ist nicht an die Taktzeiten und die Position der zu bedeckenden Fügestelle für das Anfügen eines weiteren Werkstücks an das Bauelement gebunden.
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Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst nach der Erfindung eine Anbringungsvorrichtung, die einen Vorrat an dünnwandigen Auflagen enthält und einen durch Motor angetriebenen Mechanismus aufweist, durch den eine dünnwandige Auflage zumindest an zwei einander entgegengesetzten Außenseiten des Bauelements anbringbar ist. Die Anbringungsvorrichtung kann in einer Arbeitsstation zum Fügen von Werkstücken zu einem Bauelement integriert sein oder ortsfest in einem Abstand von der Arbeitsstation angeordnet sein.
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In einer anderen und besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann nach der Erfindung die Anbringungsvorrichtung entlang einer sich in Förderrichtung erstreckenden Bahn durch einen Antrieb bewegbar sein und der Antrieb kann durch eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit vom Förderweg des aus der Arbeitsstation geförderten Bauelements so steuerbar sein, dass die Anbringungsvorrichtung an die Position der zu bedeckenden Fügestelle des Bauelements bewegt werden kann. Um das Anbringen während der Förderung des Bauelements zu ermöglichen, kann zusätzlich die Anbringungsvorrichtung durch den Antrieb synchron mit der Fügestelle des geförderten Bauelements bewegbar sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen
- 1 eine Anlage zur Herstellung von platten- oder stabförmigen Bauelementen aus über verleimte Keilzinkenverbindungen stirnseitig gefügten Werkstücken aus Holz mit einer Anbringungsvorrichtung nach der Erfindung,
- 2 einen vergrößerten Ausschnitt Z in 1, der eine mit einer Auflage versehene Fügestelle eines Bauelements zeigt.
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Die in 1 schematisch dargestellte Anlage enthält eine Arbeitsstation 1 mit einem vertikal verfahrbaren Bearbeitungsaggregat 2, einer Fördereinrichtung 3 zum Zuführen von Werkstücken, Presstischen 4, 5 zum Spannen und Aneinanderpressen von Werkstücken und einer ausgangsseitigen Fördereinrichtung 6 zum Weiterfördern der gefügten Bauelemente. Auf der Ausgangsseite der Arbeitsstation 1 ist auf einer sich in Förderrichtung erstreckenden Bahn 9 eine Anbringungsvorrichtung 10 angeordnet, die mittels Rollen oder Rädern durch einen Antrieb in Längsrichtung der Bahn 9 hin und her bewegbar ist. Auf der der Arbeitsstation 1 abgekehrten Seite der Anbringungsvorrichtung 10 können weitere, in der Zeichnung nicht dargestellte Fördereinrichtungen zum Fördern der gefügten Bauelemente angeordnet sein.
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Zur Herstellung eines aus mindestens zwei Werkstücken W3, W4 bestehenden Bauelements wird mit Hilfe der Fördereinrichtungen 3, 6 ein erstes Werkstück W3 auf den Presstisch 5 und danach ein zweites Werkstück W4 auf den Presstisch 4 gefördert. Auf den Presstischen 4, 5 werden die Werkstücke W3, W4 mit gegenüberliegenden Stirnseiten in einem Abstand voneinander gespannt. Mit Hilfe des Bearbeitungsaggregats 2 werden dann an den Stirnseiten der Werkstücke W3, W4 zueinander passende Keilzinken gefräst und danach die Kontaktflächen der Keilzinken mit Klebstoff beschichtet. Anschließend können die auf den Presstischen 4, 5 gespannten und zueinander ausgerichteten Werkstücke W3, W4 mit den Keilzinken gegeneinander gepresst werden, wobei das Werkstück W3 ortsfest gespannt bleibt, während das Werkstück W4 durch den in Förderrichtung verfahrbaren Presstisch 4 gegen das Werkstück W3 bewegt und an dieses angepresst wird. Nach einer Presszeit werden die Spannvorrichtungen der Presstische 4, 5 gelöst und die mit einem Bauelement B verbundenen Werkstücke W3, W4 werden mit diesem durch die Fördereinrichtungen 3, 6 in Förderrichtung weiter gefördert, bis das Werkstück W4 auf dem Presstisch 5 den Platz des Werkstücks W3 einnimmt und sein freies hinteres Ende sich an der für das Fräsen vom Keilzinken bestimmten Position befindet. In dieser Stellung kann das Werkstück W4 auf dem Presstisch 5 wie zuvor das Werkstück W3 gespannt werden, wenn es durch eine Keilzinkenverbindung mit einem weiteren zugeführten Werkstück verbunden werden soll. Ist das Werkstück W4 hingegen das letzte Werkstück des Bauelements B, so erübrigt sich ein Spannen auf dem Fördertisch 5.
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Der Förderweg, den das Bauelement B bei der Verlagerung des Werkstücks W4 auf den Presstisch 5 zurückgelegt hat, ist abhängig von der Länge des Werkstücks W4 in Förderrichtung. Da diese Länge der Werkstücke meist verschieden ist, wird dieser Förderweg mit Hilfe einer Messvorrichtung 11 gemessen. Der gemessene Förderweg bestimmt auch die verlagerte Position der die Werkstücke W3, W4 verbindenden Fügestelle, die sich nach der Verlagerung des Werkstücks W4 irgendwo über der Bahn 9 befindet.
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Da 1 nur den Zustand vor dem Fügen der Werkstücke W3, W4 zeigt, wird zur Erläuterung im Folgenden auf die Fügestelle F zwischen den Werkstücken W2, W3 Bezug genommen, die zuvor in der oben beschriebenen Weise gefügt wurden. Die Fügestelle F muss nach dem Verlassen der Arbeitsstation noch mit einer Auflage bedeckt werden, damit aus den Fügefugen ausgetretener Klebstoff die Stapelung und Weiterverarbeitung des Werkstücks B nicht beeinträchtigt. Die Position der Fügestelle F ist durch die Messung des Förderwegs bei der Verlagerung des Werkstücks W3 in die in 1 dargestellte Fügeposition bekannt und wird als Steuergröße von der Messvorrichtung 11 der Anbringungsvorrichtung 10 übermittelt. Von einer Steuereinrichtung gesteuert wird daher die Anbringungsvorrichtung 10 mit Hilfe ihres Antriebs entlang der Bahn 9 an die Fügestelle F bewegt. Dann wird mit Hilfe eines Anbringungsmechanismus der Anbringungsvorrichtung 10 eine von einer Vorratsrolle abgespulte dünnwandige Auflage um die Fügestelle F herumgewickelt und fixiert. Die Fixierung kann entweder durch ein die Auflage mit dem Bauelement oder einander überlappende Teile der Auflage miteinander verbindende Haftmittel, beispielsweise Klebstoff, erfolgen. Das Anbringen der Auflage kann in dem gleichen Zeittakt erfolgen, der zum Bearbeiten und Fügeenden der Werkstücke W3, W4 in der Arbeitsstation benötigt wird. Eine Verlängerung der Taktzeit für die Herstellung des Bauteils B ist daher nicht erforderlich.
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Soll sich an das zuletzt angefügte Werkstück eines Bauelements kein weiteres anschließen und das gefügte Bauelement den Presstisch 5 möglichst schnell verlassen, damit dort ein Anfangswerkstück für das nächste zu fertigende Bauelement zugeführt werden kann, so ist es vorteilhaft, wenn das Bauelement B nach dem Anfügen des letzten Werkstücks zügig weiter transportiert wird. Beispielsweise für diesen Fall kann die Steuerung der Anbringungsvorrichtung 10 so ausgestaltet sein, dass die Anbringungsvorrichtung 10 nach Erreichen der Fügestelle synchron mit dem Bauelement entlang der Bahn 9 bewegt wird, wobei während dieser Bewegung die Anbringung der Auflage an der Fügestelle erfolgt. Das Bauelement muss daher für die Anbringung der Auflage nicht angehalten werden, sondern kann kontinuierlich weiter gefördert werden.
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Bei Bauelementen, die aus relativ kurzen Werkstücken zusammengesetzt werden, kann es zweckmäßig sein, wenn die Anbringung der Auflage an einer Fügestelle nicht während des Fügens der nächsten Fügestelle, sondern erst während des Fügens der übernächsten oder noch folgenden Fügestelle erfolgt. Auf diese Weise können die Anbringungsvorrichtung und ihre Bewegungsbahn auch bei kurzen Werkstücken in genügendem Abstand von der Arbeitsstation angeordnet sein.
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2 zeigt die bereits mit einer dünnwandigen Auflage A umhüllte Fügestelle zwischen zwei Werkstücken W1, W2 eines Bauelements B. Die Auflage hat eine größere Breite, als die von den Keilzinken gebildete Fügestelle F und erstreckt sich auf beiden Seiten über die Fügestelle F hinaus. Die Auflage A besteht aus einem rechteckigen Streifen aus Papier oder Folie. Ihre Enden 20, 21 liegen einander überlappend aufeinander und sind im Bereich der Überlappung beispielsweise durch Kleben miteinander verbunden. Zusätzlich kann die Auflage A auf der an dem Bauelement B anliegenden Seite mit einem Haftmittel, beispielsweise Klebstoff, versehen sein. Die dem Bauelement B abgewandte Außenseite der Auflage ist nicht klebend und verhindert ein Haften von an dem Bauelement anliegenden Teilen. Wird als Auflage eine Kunststofffolie verwendet, so können die sich überlappenden Enden 20, 21 miteinander verschweißt werden. Besteht die Auflage aus einem mit Wachs beschichteten Papier, so kann die Haftung der sich überlappenden Enden und auch die Haftung an den Bauelement durch Erwärmen und Anpressen des Wachspapiers bewirkt werden. Die dünnwandige Auflage bedeckt den Bereich der Fügestellen, an denen Klebstoff austreten kann, sodass ein Verschmutzen von Fördereinrichtungen und ein Aneinanderhaften gestapelter Bauelemente verhindert wird. Die weitere Verarbeitung der Bauelemente wird durch die dünnwandige Auflage nicht beeinträchtigt und ist für die weitere Bearbeitung der Werkstücke aus Holz mit hierfür üblichen Werkzeugen und Maschinen ohne Nachteil.
