Schiftung

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Die Schiftung ist die, von Zimmerleuten angewandte, geometrische Verscheidung von Hölzern, in der Fläche und des Raumes. Sie ist eine Handwerkstechnik zur Ermittlung schräger Holzbearbeitungen und wird im Holzbau eingesetzt.

Die Schiftung wird zum Beispiel zur Herstellung eines Dachtragwerkes verwendet um eine ununterbrochene Kraftübertragung zu gewährleisten. Eine Alternative zur Schiftung ist der mit mathematischen Berechnungen durchgeführte Abbund beziehungsweise EDV-gestützte Abbund im Ingenieurholzbau.

Begriffsherkunft

Zunftzeichen der Zimmerleute

Das Wort Schiften (englisch: to shift) kommt vom Schaft - daher auch der Schifter = Schiftsparren, da dieses Holz in einem Dachstuhl verhältnismäßig oft vorkommt und daher die Schiftung meistens eingesetzt wird um die Abschnitte der Schifter zu ermitteln.

Das Wort Zimmern (germanisch: zimbar; englisch: timber) bedeutet Holz behauen oder Bauholz - daher ist der Zimmermann der "Bauholzmann" oder "Holzbaumann". Die Zimmerei und der Holzbau sind deshalb faktisch das Selbe. Das Wort "Zimmer" als Begriff für einen Raum oder Kammer kommt daher, daß der Zimmermann die ersten Räume gebaut hat. Wenn man Jemanden des Raumes verweist sagt man heute noch: "da hat der Zimmermann ein Loch gelassen" Gemeint ist hier natürlich die Tür.

Historische Entwicklung

Beispiel für Abbundsoftware, Haus von vorne

Althergebracht wurde sie beim Abbund, im Maßstab 1:1, auf den Reißboden geschnürt. Daher auch der Begriff Abbund für das Reißen und Ausarbeiten der Hölzer. Es wurde mittels Kreide- oder Farbgetränkter Schnüre, das Profil eines Daches, in wahrer Größe geschnürt oder gebunden (abgebunden).

Heute wird mit modernster Software, den sogenannten Abbundprogrammen (Abbundsoftware), selbst die komplexeste Konstruktion in 3D erstellt. Man kann sich im geplanten Projekt, virtuell durch die einzelnen Räume bewegen und jedes Detail von allen Seiten begutachten. Anschließend kann man die durch Abbundprogramme ermittelten Daten, an CNC- oder Abbundmaschinen, übergeben. Diese bearbeiten die komplizierte Holzverbindungen millimetergenau.

Methoden

Bei der Schiftung wird grundsätzlich zwischen zwei Methoden, der Profil- oder Lotschiftung und der Flächenschiftung, unterschieden:

Die Profil- oder Lotschiftung

Die Lotschiftung, eine ältere Bezeichnung ist auch Schiftung nach Werksatz und Lehrgespärre, ist mit Sicherheit die älteste Methode. Sie ist es vor Allem, die in der Praxis am häufigsten angewandt wird. Sie basiert auf der darstellenden Geometrie und stellt dabei nur verschiedene Ansichten ins Verhältnis.

In dem man die Grundansicht (Grundriß)und Profilansichten (Sparrenprofil), nach den Regeln der darstellenden Geometrie positioniert, sodaß man relevante Punkte, vom Profil in den Grund und umgekehrt, übertragen kann.

Beispiel der Lotschiftung

Walmdach mit Liniendefinition

Wenn nun ein Dach allseitig geneigt ist, also keine senkrechten Giebelwände vorhanden sind, spricht der Zimmermann von einem Walmdach. Wenn ein Sparren (Sparren liegen immer rechtwinklig zur waagerechten Traufe), in diesem Walmdach, eine Diagonale verkörpert, ist ein Gratsparren eine Raumdiagonale. Bei gleicher Höhe die überwunden wird, hat der Gratsparren als Raumdiagonale ein größeres Grundmaß, also eine andere (geringere) Neigung.

Daraus folgt, daß der Gratsparren seperat ausgetragen werden muß. D.h. er muß im Profil, in wahrer Größe dargestellt werden. Aus Schnittpunkten des Gratsparren mit einer Pfette im Grundriß, welche man nun ins Gratprofil lotet, erhält man die waagerechten Verstiche, die endlich die (meist schräge) Klaue bestimmen.

Grundverschiebung

Holzquerschnitte mit und ohne Grundverschiebung

Falls in einem Walmdach unterschiedlich geneigte Dachflächen aufeinander treffen, bekommt man auch unterschiedliche Abgratungen oder Auskehlungen.

Die Grat- oder Kehlgrundverschiebung dient dem Hauptzweck, das Material optimal auszunutzen. Da die Bemessungsgrundlage in der Statik, vom kleinstgleichen (vollen) Querschnitt ausgeht, versucht man daher die Abgratungshöhe auf ein Niveau zu bringen.

Außerdem gestaltet sich durch die Grat- oder Kehlgrundverschiebung, das Anreißen und Ausarbeiten einfacher. Da die Abrgatungshöhe beim Gratsparren beidseitig gleich, bzw. die Auskehlungstiefe beim Kehlsparren beidseitig von der Oberkante, gemessen wird.

Im Beispielbild sieht man links den Materialbedarf, in der Mitte die Bearbeitung ohne und rechts mit Grundverschiebung.

Beispiel der Gratgrundverschiebung

Zum Beispiel geht das Ermitteln der Verschiebung, anhand eines Walmecks mit den Dachneigungen, Hauptdach 45° und Walmdach 51,3°, geht wie folgt von Statten.

Man reißt winkelrecht zur Gratlinie durch den Schnittpunkt der Traufen und trägt die volle Gratsparrenbreite zu beiden Seiten ab. Nun versticht man durch die neu gewonnenen Punkte, jeweils parallel zur gegenüberliegenden Traufe. Die Schnittpunkte mit den Traufen sind nun die Anfälle (Startpunkte) der verschobenen Gratsparrenkanten.

Die „Methode“, winkelrecht von der abgetragenen Gratsparrenbreite, zur nächstgelegenen Traufe zu verstechen, funktioniert nur bei rechtwinkligem Hausgrund und ist daher falsch.

Ist bei winkelrechten Hausgrund eine Dachneigung gleich 45°, so ist der Gratgrundwinkel gleich der Dachneigung der anderen Seite.

Hexenschnitt

Hexenschnitt am Gratsparren, unwahre d.h. beide Sparren winkelrecht abgeschnitten

Da der Grat- bzw. Kehlsparren kleiner Geneigt ist, als die Sparren/Schiftsparren vom Haupt- und Walmdach, bekommt er traufseitig den sogenannten Hexenschnitt. Davon ausgenommen sind lot- und waagerechte Traufköpfe.

Werden die Haupt- und Walmdachsparren mit einem winkelrechten Sparrenkopf (Traufabschnitt) versehen und diese Schnittrichtungen auf den Gratsparren übertragen, spricht man vom unwahren Hexenschnitt.

Beim wahren Hexenschnitt nimmt man eine Schnittrichtung an (z.B. Hauptdach) und schneidet die anderen Dachseiten mit gleichem Winkel zur waagerechten ab. Dies hat den Vorteil, daß winkelrechte Stirnbohlen, in gleicher Breite und gleicher Neigung, ringsum verlaufen.

Der Hexenschnitt bekam seinen Namen, da Nichteingeweihten die Ermittelung wie Hexerei vorkommen mußte.

Klauenschiftung

Walmecke mit Klauenschiftung

Die Klauenschiftung kann sowohl in der Lotschiftung, wie auch in der Flächenschiftung zu Tragen kommen.

Die Klauenschiftung ist eine Schiftungsmethode, die zur Anwendung kommt, wenn entweder die lotrechte Höhe des Gratsparren kleiner als die lotrechte Höhe des Schifters ist, oder der Kehlsparren, statt ausgekehlt, tiefer gelegt wird. Die übliche Schiftungsmethode mit einer vernagelten Backenschmiege (Lotschmiege) sollte hier nicht angewendet werden.

Eine Schifterklaue ermittelt man, indem man die entsprechende Kante eines klauenerzeugenden Bauteils (beim Gratsparren die Unterkante und beim Kehlsparren die Oberkante), mit Ober- und Unterkante des Bauteils verschneidet, welches sich auf oder unter klaut (Schiftsparren).

Kehlklauenschiftung

Beispiel der Kehlklauenschiftung

Um eine Kehlklaue in einem Kehlschifter (dann Kehlklauenschifter) zu erzeugen, verschneidet man die Oberkante des Kehlsparrens mit Ober- und Unterkante des Schifters. Dabei ist die Regel einzuhalten, dass immer auf gleiche Höhe zu verschneiden ist. Wie im Beispiel der Kehlklauenschiftung (Bild 1) die Traufhöhe.

Diese Verschneidung Waage Unten läuft nun parallel mit dem Bauteil, welches die Klaue erzeugt. (Kehlsparren)

Die Backenschmiege wird normal über die Schnittpunkte Außenkante Schifter mit Außenkante Kehlsparren ermittelt (Lote) und lotrecht zum Profilgrund ins Profil gerissen (gelotet).

Die Waageschmiege erhält man, wenn man die Schnittpunkte Außenkante Schifter mit Kehllinie (Waage Oben) und Außenkante Schifter mit der eben erzeugten Verschneidungslinie (Waage Unten) zum Schnitt bringt und ins Profil lotet. "Waage oben" wird hierbei mit Oberkante Schifter und Waage unten mit Unterkante Schifter verschnitten.

Verbindet man diese, ergeben sich zwei Schnittpunkte mit den beiden Loten, deren Verbindung die Verschneidunglinie zwischen Lot- und Waageschmiege bildet.

Beispiel der Gratklauenschiftung

Gratklauenschiftung

Beim Gratklauenschifter verhält es sich gleich, nur daß hier statt der Oberkante des Kehlsparrens, die Unterkante des Gratsparrens maßgebend ist.

Die Flächenschiftung

Beispiel: Walmeck mit verkanteten Sparren

Die Flächenschiftung ist, im Gegensatz zur Lotschiftung, die weitaus jüngere Methode, obwohl auch diese auf mehrere Jahrhunderte zurück blickt.

Die Flächenschiftung baut auf der Lotschiftung auf, wobei sie eine neue Größe ins Spiel bringt. Hier werden nicht nur Grund und Profile dargestellt, sondern auch die einzelnen Dachflächen in wahrer Größe ausgeklappt. Dadurch wird es möglich Hölzer zu reißen, die im Grundriß verkantet sind und verzerrt dargestellt werden.

Das Anreißen lotrechtstehender, schräger Hölzer ist mit der Flächenschiftung nicht möglich, da diese nur durch ihre Abgratung in der Fläche liegen. Es ist jedoch notwendig die jeweiligen Kanten zu ermitteln (z.B. vom Gratsparren im Bezug zu Ober- und Unterkante der Sparren), damit die Anschlüsse an angrenzende Bauteile hergestellt werden können.

Man kann also Hölzer die lotrecht stehen nicht in der Fläche und Verkantete nicht mit der Lotschiftung reißen. Davon ausgenommen sind allein Normalsparren und waagerechte Wechsel, die sowohl in der Lot wie auch in der Flächenschiftung zu reißen sind.

Flächenschiftung- Grundriß mit Profilen als Vorlage aus der Lotschiftung

Beispiel der Flächenschiftung

Wenn in einer Dachkonstruktion eine Dachfläche mit verkanteten Sparren belegt wird, ist es notwendig diese Dachfläche auszuklappen (in wahrer Größe darzustellen). Dazu sollten alle Hölzer der Lotschiftung bereits ausgetragen sein, wie im Bild "Grundriß mit Profilen als Vorlage aus der Lotschiftung" zu sehen.

Als Dreh- oder Klappachse empfielt es sich die Trauflinie zu wählen, da diese Höhe in allen Profilen vorhanden ist und es für den Betrachter logischer erscheint die Flächen über die Traufen hinzulegen statt um Grat-, Kehl-, oder gar Firstlinien zu klappen.

Zu den wichtigsten Regeln bei der Flächenschiftung zählt, daß Punkte sich immer rechtwinklig zur Drehachse zwischen Grund und Fläche bewegen, und daß alle Punkte auf der Drehachse beständig sind.

Flächenschiftung- Flächen- klappung mit Lotschmiegen und Klauen für Pfetten

Um die Hauptdachfläche aus dem Beispiel auszuklappen, sticht man einen Zirkel in den traufpunkt des Hauptdachsparrenprofils und schlägt einen Kreis vom Firstpunkt bis auf den Profilgrund. Dieses enstricht genau der Drehbewegung, als wenn man die Dachfläche flach auf den Boden legen würde.

Dieser geklappte Firstpunkt wird jetzt in den Grundriß projeziert und bildet Firstlinie Fläche. Die Firstpunkte (Anfälle) von Grat- und Kehllinie im Grund, bewegen sich nun rechtwinklig zur Drehachse (Traufe) vom Grund in die Fläche und erzeugen so die Firstpunkte in der Fläche. Wenn man diese nun mit den Traufpunkten der Grat- und Kehllinie verbindet erhält man die Grat- bzw. Kehllinie Fläche. Dadurch ist unsere ausgeklappte Dachfläche in ihrer Ausdehnung bestimmt.

Flächenschiftung- Schräg- sparren in wahrer Größe dargestellt

Um die Lotschmiegen reißen zu können, verschneidet man Ober- und Unterkante des Sparrens auf Traufhöhe, mit der Lotkante (Abgratungslinie bzw. Außenkante) des Grat- oder Kehlsparren. Die Oberkante Sparren schneidet die Abgratungskante auf der Trauflinie. Da Punkte auf der Traufe = Drehachse beständig sind, startet Lot Oben parallel Grat- bzw Kehllinie Fläche.

Um Lot Unten zu erzeugen, winkelt man den Schnittpunkt Unterkante Sparren mit dem Profilgrund (Traufhöhe) auf die Dachfläche (OK Sparren) und schlägt einen Kreis, durch diesen Punkt, um den Traufpunkt, bis auf den Profilgrund zurück. Dadurch erhält man Unterkante Sparren auf Traufhöhe Fläche

Nun schneidet man die Unterkante Sparren auf Traufhöhe mit der Lotkante im Grund und muß diesen Schnittpunkt winkelrecht zur Drehachse in die Fläche klappen. Hier startet jetzt Lot Unten parallel Grat- bzw Kehllinie Fläche.

Das Anreißen eines verkanteten Schiftsparren

Die Klauen der Pfetten ermittelt man, indem man die Ober- und Unterkante Sparren, mit Ober- und Vorderkante der Pfetten im Profil schneidet. Die Schnittpunkte auf der Sparrenoberkante (LO und WO) schlägt man nun um den Traufpunkt auf den Profilgrund und reißt sie in den Grundriß. Die Schnittpunkte an er Sparrenunterkante (LU und WU), muß man zuerst auf die Oberkante des Sparren winkeln, bevor man diese um die Traufe dreht.

Diese Verscheidungslinien erlauben uns nun, einen Schiftsparren oder Wechsel, in jedweder Position aufzulegen, anzureißen und zu bearbeiten. Die Traufe = XO und XU ist der Traufabschnitt, wobei XO Abschnitt auf der Oberkante des Holzes und XU Abschnitt an der Unterkante des Holzes bedeutet. LO und WO stehen für Lot und Waage an der Oberseite und LU und WU für Lot und Waage an der Unterseite des Sparren. Verbindet man nun jeweils LO mit LU und WO mit WU erhält man Abschnitte und Klauen.

Hexenschnitt in der Flächenschiftung

Der Hexenschnitt an Schrägsparren ist in der Flächenschiftung nebensächlich. Nur an Kehlbohlen und verkanteten Kehlsparren ist die Austragung dieses Namens würdig.

Klauenschiftung in der Fläche

Flächenschiftung- Schräg- sparren mit Klauenschiftung an Grat- und Kehlsparren angeschlossen