Die wohl bekannteste Anwendung von Schifterschnitten im Schreinerhandwerk ist die Herstellung von Pyramiden- oder Trichterkonstruktionen – ein komplexes Thema. Im Auftrag ihres Fachlehrers Karl-Hans Porten erhielten die Schüler der Fachschule für Holztechnik Trier die Aufgabe, in Teamarbeit drei- bis sechsseitige Pyramidenformen und -stümpfe mittels Schifterschnitt (d. h. Schnitte für schiefe Gehrungen) in der Werkstatt herzustellen. Als Vorbereitung sollten die verschiedenen Möglichkeiten der Ermittlung der notwendigen Winkel erarbeitet werden. Es sollte eine rechnerische Lösung angeboten werden, die Pyramide alternativ in CAD gezeichnet werden und schließlich eine simple, praxisorientierte Möglichkeit gefunden werden, den Schifterschnitt fertigungstechnisch direkt und ohne detaillierte Vorkenntnisse umzusetzen. (Anm. d. Red.: Das komplexe Thema kann hier nur angerissen werden, die komplette Abhandlung finden Sie über den beigefügten QR-Code.)
Grundlagen
Um die Vorgehensweise nachvollziehen zu können, empfiehlt es sich, die wichtigsten Parameter einer Pyramide zu kennen. Zunächst ist dies der Steigungswinkel mit dem dazugehörigen Komplementärwinkel (sog. Neigungswinkel, vgl. Grafik links oben). In der Summe ergeben diese beiden Winkel zusammen 90°. Des Weiteren gibt es noch den Gehrungs- (Zuschnitt der Seitenteile der Pyramide) und Sägeblattwinkel (schiefe Gehrung der Pyramidenseiten), die bei der Anwendung des Schifterschnittes, hier mit der Formatkreissäge, eine entscheidende Rolle spielen. Die Gesamtaufgabe wurde im Team auf drei Arbeitspakete (AP) verteilt. Diese bestehen aus den mathematischen Berechnungen (AP 1), der tabellarischen Darstellung in Excel (AP 2) und den dazugehörigen Zeichnungen mithilfe von PaletteCAD (AP 3).
Mathematische Lösung
Mit der rechnerischen Lösung beschäftigte sich Luca Arns. Dem Ansatz liegt eine dreiseitige Pyramide mit einer Höhe h=200 mm und einem Neigungswinkel von 14 ° zugrunde. Mittels Winkelfunktionen wird zuerst die wahre Höhe der Pyramidenseite hs sowie die Länge der Kantenlänge a (Grundlinie) der Dreiecke ermittelt. Im nächsten Rechenschritt muss der Gehrungswinkel β, das heißt der Winkel zwischen Grundlinie a und der Gehrungslänge s berechnet werden. Dieser ermöglicht mithilfe des Duplexanschlages den Zuschnitt gleichmäßiger Dreiecke mit lotrechter Gehrungskante. Aus dem bekannten Erhebungswinkel α und dem Gehrungswinkel β lässt sich nun der Sägeblattwinkel δ errechnen.
Bei einer dreiseitigen Pyramide ist dies ein sehr spitzer Winkel, der nur aufrecht mit einer Schablone (siehe Foto rechts unten, Mitte) gesägt werden kann. Ab vier Seiten kann dieser Winkel bei geneigtem Sägeblatt und geschwenktem Winkelanschlag in einem Arbeitsschritt gesägt werden.
Lösung mittels Diagrammen und Tabellen
Alexander Wollmann beschäftigte sich mit der Winkelermittlung über Diagramme und Tabellen. Auf der Basis von bereits existierenden Diagrammen (vgl. hw.roesch.de/Downloads/Pyramidenschnitt.pdf S. 3), aus denen sich bei gegebenem Neigungswinkel der Sägeblatt- und Gehrungswinkel für vier-, sechs- und achtseitige Pyramiden ablesen lässt, modifizierte er diese für die herzustellende dreiseitige Pyramide und überprüfte deren Richtigkeit anhand den Ergebnissen der mathematischen Lösung.
Eine weitere Möglichkeit der Winkelermittlung ist die Nutzung von Excel-Tabellen (https://woodgears.ca/miter/). Für bestimmte Neigungswinkel können daraus übersichtlich auf zwei Stellen hinter dem Komma die Sägeblatt- und Gehrungswinkel für vier- bis achtseitige Pyramiden abgelesen werden – von der Tabelle abweichende Neigungswinkel lassen sich eintragen und werden auf Tastendruck berechnet.
Lösung mittels CAD
Die Ermittlung der notwendigen Längen und Winkel über PaletteCAD beschäftigte Thomas Krawietz. Hierbei wird die dreiseitige Pyramide gezeichnet und die benötigten Längen und Winkel aus der CAD-Rechnung entnommen. Dazu werden drei gleiche Dreiecke zu einer Pyramide zusammengefügt. Überstehende Kanten werden mittels der Funktion Schifterschnitt geschnitten und die Pyramide auf eine Höhe von 200 mm angepasst. Erst jetzt können die benötigte Längen und Winkel in den Fertigzeichnungen gemessen und mit den Ergebnissen aus AP 1 und 2 verglichen werden. Zur Überprüfung der ermittelten Winkelwerte fertigten die Technikerschüler dreiseitige Musterpyramiden bzw. -stümpfe aus
12 mm MDF. (hf/Quelle: Fachschule Trier)
Schulinfo
Fachschule für Holztechnik Trier
„Sie möchten raus aus der Werkstatt und neue Arbeitsbereiche übernehmen? Sie sind gestalterisch begabt, wollen mehr Verantwortung und möchten andere von Ihren Ideen überzeugen? Dann sind Sie im Berufsfeld der Holztechnikerin/des Holztechnikers genau richtig.“ So wirbt die der Berufsbildenden Schule (BBS) Gestaltung und Technik Trier angeschlossene, im Jahr 2018 gegründete Fachschule für Holztechnik in Trier um Schülerinnen und Schüler. Die zweijährige Weiterbildung führt nach bestandener Abschlussprüfung zum staatlich geprüften Holztechniker bzw. zur staatlich geprüften Holztechnikerin. Im neuen Schuljahr 2022/23 sind noch Plätze frei – weitere Infos unter:
Maßgenauigkeit
