DE3704524A1 - Treppen-systeme aus kunststoff (glasklar) und material-adaequate konstruktionen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Werkstoff, der glasklar ist, etwa wie Acryl oder eine andere Masse ähnlicher Beschaffenheit.

Damit wird von der üblichen Holz- oder Steintreppe abgewichen, desweiteren von Treppen anderer Material- Art für besondere Zwecke, wie etwa die reine Metall- Treppe, als für untergeordneten oder spezifischen Einsatz gedacht.

Es muß sicher nicht expressis verbis betont werden, daß zu dem für die Treppen vorgesehenen Kunststoff auch eine material-adäquate Konstruktion erforder­ lich ist.

Da hier Treppen aller nur denkbarer Art angesprochen werden, wird durch Material-Belastungstests auszuta­ rieren sein, welche Werkstoff-Festigkeit und -Dicke jeweils benötigt wird in Relation zur Belastung und Beanspruchung der Treppe, und dies wird wiederum in Relation zur Treppen-Art und -Größe zu sehen sein (z. B. schmale Spindeltreppe, breite Eingangstreppe u. a. m.).

Desweiteren stellt sich die Frage, ob der zu verwen­ dende Kunststoff in seiner Beschaffenheit konstant bleibt oder thermischen Einflüssen unterliegt. - Im Falle von ACRYL ist dieser thermische Einfluß relativ stark wirksam.

Zu ACRYL soviel, daß darunter ein Kunststoff zu ver­ stehen ist auf der Basis von Polymethymethacrylat oder von Mischpolymerisation von mindestens achtzig Gewichtsprozent Methylmethacrylat und bis zu zwanzig Gewichtsprozent Comonomeren, wie andere Methacrylestern, Acrylestern oder Styrol, oder Mischpolymerisate aus Methylmethacrylat und Acrylnitril, beispielsweise. Die erforderliche Dicke des Materials dürfte sich z. B. in einer Größenordnung von zwanzig bis fünfzig Milli­ meter Stärke bewegen. Es ist schwierig, Material die­ ser Stärken zu extrudieren, daher wird im Regelfall ge­ gossenes Acrylglas zu verwenden sein.

Bei der Verbindung der Treppen-Einzelteile ist eben­ falls die Material-Eigenschaft zu beachten.

Wird bei Verbindungspunkten konstruktiver Art neben der Festigkeit noch zusätzlich eine weiche oder glei­ tende Eigenschaft verlangt, wird z. B. mit Gummi zu arbeiten sein, hier mit einer Shore-Härte von vierzig bis siebzig. Eventuell sind auch andere dauerelasti­ sche Werkstoffe verwendbar, jedoch immer gleicher Shore-Härte. Als Alternativen seien hierzu genannt:

Synthese-Kautschuk, Acrylelastomere, Fluorelastomere, Polyurethanelastomere oder elastomere Polyolefine u. a. m.

Zur Farbgebung folgendes.
Die Treppen-Systeme sind aus farbloser, glasklarer Masse geplant. Auf Wunsch kann aber auch eine farbig getönte, getrübte oder deckende Einfärbung angeboten werden, da man dies bereits als marktgängiges Material kennt.

Zur Oberflächenbeschaffenheit des Materials folgendes.
Generell (für alle Treppenstufen-Ausführungen verbind­ lich) kann gesagt werden, daß eine spiegelglatte Ober­ fläche des Trittstufenbereichs möglich ist, aber nicht sein muß. Auf thermischem Wege können z. B. Riffelungen in die Masse eingearbeitet werden, um eine bessere und sicherere Begehbarkeit der Treppe zu gewährleisten. Als ein von möglichen weiteren Alternativen bietet sich auch Belag an, der ggf. auch aus glasklarer Masse beschaffen sein kann, jedoch mit strukturierter Ober­ fläche, die einem Ausgleiten entgegenwirkt.

Über eine Befestigung der Auflagen (aller Art) wird analog herkömmlicher (und bereits vorhandener und auch hier brauchbarer) Systeme je nach Einzelfall nachzu­ denken und zu entscheiden sein.

Konstruktives in Relation zum Material (Erläuterungen zum Patent-Anspruch bzgl. Details)

Die einzelnen Treppenteile sind zu einem GANZEN (Treppe) zu montieren. Die Verbindung muß der Treppen-Nutzung adäquat fest und dauerhaft haltbar sein.

Im Fall von Acryl oder vergleichbarem Material sind thermisch bedingte Veränderungen zu beachten. Es sind Daten und Fakten zu ermitteln, Koeffizienten, je nach Treppenart und Bedarfs-Struktur.

Entscheidend ist:

• - Treppengröße (nicht immer die Größe als solche, auch die Holm-Länge einer Treppe erreicht z. B. irgendwo den kritischen Punkte),
• - Treppenbelastung,
• - Treppenkonstruktion

Die Ergebnisse dieser (und evtl. anderer) Basis-Daten ermöglichen erst differenzierte Entscheidungen:

• - Treppenart,
• - Material in Relation zur Konstruktion u. ä. m.

In jedem Fall werden feste und dabei doch gleitfähige/ gleitende Verbindungen notwendig werden. Unter den vor­ genannten Materialien gilt es dann das Bestgeeignete auszuwählen - an dieser Stelle läßt sich hierzu keine pauschale Angabe machen, alles kann nur fallbezogen gesehen werden, "treppen-fallbezogen".

Besonders im Falle serieller Produktions-Absichten werden erst Testversuche zu Verfeinerungen und damit zu einer optimalen Lösung führen können. Die hier genannten Basis-Daten verlangen eine Ausdifferenzierung, bezogen auf die jeweilige Treppen-Konstruktion und der an sie ge­ stellten Forderungen.

Zur Treppen-Konstruktion

Die übliche Treppenkonstruktion vesteht sich als Stufen- Auflagerung (Trittstufe) auf der gesamten Ebene, ausgenom­ men Randzonen, doch auch die können bündig sein.

Hier ist eine verwandte (dem herkömmlichen Treppen-System ähnliche) Version vorgeschlagen worden, als Auflagerung der Trittstufen (auch Setzstufen, die hier entfallen, sind möglich) auf zwei (rechts und links angeordnete) Holme, die das Treppen-Tragegerüst darstellen.

Eine weitere Abwandlung wäre möglich als Konstruktion, bei der lediglich ein einziger Holm mittig die Stufen trägt, statt rechts und links (die beidseitige Trage-Konstruktion ist zweifellos die stabilere Konstruktion).

Mit den Fig. 1 bis 6 sind einige Detailpunkte darge­ stellt, mit Hinweisen.

Im Falle einer Einspannung der Trittstufe differiert die Treppenstufen-Tiefe, wie die Fig. 3 und 4 zeigen.

Die Holme verstehen sich in der Regel als Massiv-Körper, sind aber sicher auch - bei entsprechender Dimensionierung - als Hohlkörper möglich und anwendbar, ggf. nach einer Seite hin geöffnet (im Falle U-förmiger Elemente).

Die Stufen sind einzeln an den Holmen zu befestigen. Es liegt nahe, die Oberfläche der Trittstufen, also die Begeh-Zone, geschlossen zu halten, also nicht anzubohren, es sei denn, das Element ist rasterartig und bietet die Öff­ nung an. Eine Anbohrung der Holm-Unterseite (zur Trittstufe hin) wird nur bei zugänglichen Hohlkörpern möglich sein. Im Falle einer massiven Ausführung bietet sich eine seitliche Befestigung an, mittels Winkel, der in seiner Größe bzw. Breite variieren kann (Fig. 5).

Es ist im Einzelfall zu ermitteln, wann auch bei Winkel- Verbindungen noch thermische Material-Veränderungen der zu verbindenden Teile der Vorkehrungen bedürfen, hier im Sinne einer horizontal-vertikalen Verschiebung. Fig. 5 zeigt eine Alternative, die Spielraum in horizontaler und vertikaler Richtung bietet. Es wäre auch möglich, diesen Spielraum je­ weils einseitig (im Verschraub-Bereich) vorzusehen, damit eine vertikale und horizontale Ausdehnung möglich wird.

Auch die Verbindungs-Materialien verstehen sich als aus glasklarer Masse hergestellt.

Sowohl um thermischen Veränderungen zu begegnen, als auch ein Knarren der Stufen beim Begehen auszuschalten, wird empfohlen, die Stufen weich und gleitfähig aufzulagern, mit den früher schon erwähnten Materialien und gemäß Bedarf.

Eine moderne Treppen-Version, die aus U-förmigen Einzel- Elementen besteht, zeigen die Fig. 7 und 8. Die Befesti­ gung dieser U-förmigen Teile erfolgt als eine Verbindung aneinander. Wo die einzelnen Befestigungspunkte liegen, zeigt die schematische Treppendarstellung mittels Fig. 9, wo Kreuze die jeweiligen (ungefähren) Lagen der Befesti­ gungen markieren. Aber auch im Falle dieser Konstruktion sind Lage und Befestigung hinsichtlich ihres optimalen Einsatzes zu errechnen und ggf. durch Versuche auszuta­ rieren.

Mit den Fig. 10 und 11 sind zwei Befestigungs-Möglich­ keiten aufgezeigt. Die linke Darstellung (Fig. 10) ist mit ihrer runden Version der Halterung günstiger, als es eine quadratische Version wäre. Und die Hochkant-Halterung ist gegenüber einer quadratischen Version günstiger und auch günstiger, als es eine Rundversion (die wiederum gün­ stiger ist als die quadratische Form) sein kann.

Die vorstehend geschilderten Befestigungs-Arten sind sicher nur exemplarische Beispiele für viele weitere mögliche Ver­ sionen.

Mit den Fig. 12 und 13 wird nochmals schematisch darge­ stellt, wie "hängen" und "tragen" zu verstehen ist. Die End­ lage ist immer in der engen Zone - die Öffnung dient der Montage bzw. Demontage.

Mit Fig. 14 wird der Halterungs-Bereich des tragenden Sys­ tems (oben offen, einhängend) dargestellt, die Last zieht nach unten. Hier, aber auch im Falle der hängenden Version, egeben sich "systembedingte Scher-Spannungen".

Es gibt zwei mögliche Versionen der Befestigungen, die in gleiche Richtung gehenden Öffnungs-Zonen, aber auch die ver­ setzte (um 160 Grad). Da die Treppe aus Einzel-Elementen be­ steht, können thermische Veränderungen und lastbedingte Verschiebungen womöglich dazu führen, daß etwa ein hän­ gendes Element hochgeschoben wird und sich womöglich aus der Befestigung löst (Öffnung der Zone zu Montagezwecken ist ja oben).

Eine waagerechte Befestigungs-Version im unteren Bereich de U-förmigen Elements könnte hilfreich sein. Die Einfüh­ rung zu Montagezwecken müßte nur möglich sein, wenn die eingeklinkte Halterung auf der anderen Seite weitestge­ hend in der entgegengesetzten Richtung zur Öffnung liegt. Wird wirklich einmal dieser Punkt erreicht, ist durch die Befestigung an einer Seite Halt gewährt. Die oberen Be­ festigungen sollten allerdings so sein, daß unten eine mittige Lage der Halterung "Normal-Position" ist. - Hier läßt sich - ohne kostenaufwendige Versuche - eigentlich nichts voraussagen - der Hinweis auf die Queranordnung einer Öffnung ist ein Vorschlag, weiter nichts. Die im Prinzip gleichen, nur um 180 Grad gedrehten Be­ festigungen werden hier nicht nochmals dargestellt.

Ist die Öffnungs-Richtung gleich (vertikaler Verlauf der beiden Befestigungen), so hat das tieferliegende Teil die Öffnung immer unten (Fig. 12, hängende Version). Das Teil wird ja gewissermaßen aufgehängt, das "Trag-Element" wird also innerhalb der Öffnung lediglich oben sein. Umgekehrt ist es beim höherliegenden Teil, das Trage-Funktion hat, hier ist der Öffnungsbereich immer oben (Fig. 13).

Da ein Ausdehnen in vertikaler Richtung gegeben ist (durch das Hängen und Tragen der nach unten drückenden Last) be­ darf es - schon durch die konstruktiv-bedingte Halterung mit Spielraum nach oben und unten - wohl kaum besonderer Vor­ kehrungen.

Wie eingangs erwähnt, ist die Palette der Möglichkeiten so groß, was Schutz-Maßnahmen anbelangt, daß hier nur exempla­ risch zwei Lösungen genannt werden sollen; völlig andere Versionen sollen damit nicht ausgeschlossen sein.

• - Durch entsprechend geformte Halterungen und Öffnungen könnte eine Aufnahme der Dehnung geschaffen werden,
• - jedoch auch durch Weichteile in den Zonen der "Anein­ anderfügung" (Verbindung) zweier Elemente könnte eine Flexibilität und Anpassung dieser Weichteile an jede thermisch bedingte Ausdehnung/Schrumpfung geschaffen werden. Und damit hätte man dann auch ein an den Fugen geschlossenes System (Dehnfugen sind bei Ausdehnung und Schrumpfung immer ausgefüllt). Die Weichteile sind als sehr schmale Auflagerungen in Form einer Masse ge­ dacht, die man sich bandartig vorstellen kann. Neben der zwingenden Notwendigkeit der Verwendung dieser fle­ xiblen Masse könnten die "Bewegungen" ggf. noch durch Gestaltung und Menge der Masse gestalterischen Effekt erhalten, etwa in der Wirkung einer sehr kleinen Leiste, evtl. mit Muster o. ä. m. - das ist auszuprobieren, wenn erwünscht.

Soweit dieses Treppen-Beispiel.

Mit Fig. 16 (Grundriß Fig. 15) ist ein weiteres Beispiel aufgezeigt für eine Konstruktion, die leicht wirkt und dem Material entspricht.

Eine verwandte Lösung wird mit der Darstellung mittels Fig. 17 aufgezeigt.

Dieses Treppen-System kann - ebenso wie das vorgenannte - als frei im Sinne von "selbsttragend" verstanden werden. Hier sind die üblichen Bodenverankerungen wie im Falle von Treppen herkömmlicher Materialien (aber gleicher Konstruktion) vorzusehen.

Auch die üblichen Befestigungen sind auf Brauchbarkeit hin­ sichtlich der hier verwendeten Material-Masse (glasklar) zu prüfen, etwa in bezug auf die Stufen-Halterung und weitere Konstruktions-Punkte mehr. In diesem Fall ist jedoch zu beachten, (ob) daß thermische Einflüsse größeren Umfangs wirksam werden könnten. Es kommt dabei auf diverse Faktoren an, u. a. auf die Treppen-Größe und wie hier den thermischen Einflüssen mit weicher "Dichtung" begegnet wird. Hier könnte Gummi bzw. ein vergleichbarer Kunststoff einzusetzen sein.

Gleichzeitig könnte noch ein weiterer Effekt zu erzielen sein, nämlich ein Knarren der Stufen bei Begehung auszu­ schalten.

Die Skizze Fig. 18 zeigt ein Treppen-System aus zu ver­ bindenden Einzelstufen.

Besondes hier versteht sich eine Verwendung von Materialien, die Gleitfähigkeit garantieren.

Statt eines Handlaufes, der auch aus Klarsichtmasse wäre, könnte auch ein Seil vorgesehen werden und das könnte eben­ falls aus glasklarer Masse hergestellt sein.

Alternativ ist unten, Fig. 19, auf der Einzelstufe darge­ stellt, wie auf der Stufe selbst Stäbe für den Handlauf ange­ bracht werden können. Im Falle eines starren Handlaufes wird zu beachten sein, daß das Gesamt-System genügend Spielraum bietet, um thermische Einflüsse aufzufangen. Das wird in der Regel der Fall sein, also kein Problem darstellen.

Die zahlreichen modernen Handlauf-Versionen lassen aber auch hier genügend Spielraum und Ausweich-Möglichkeiten zu einer Alternativ-Konstruktion, wenn erforderlich, die bei der Ange­ bots-Palette immer noch situativ-adäquat wählbar sein wird.

Spindel-Treppen, Fig. 20, werden in verschiedenen Konstruktions- Versionen angeboten, meist mit einseitiger Stufen-Auflagerung bzw. -Einspannung.

Bei diesen Konstruktionen wird immer an den wichtigsten Ver­ bindungsstellen eine Gleitfähigkeit herzustellen sein und dem Knarren der Stufen (bei Begehung) entgegengewirkt werden müs­ sen.

Die Vielfalt der Konstruktions-Möglichkeiten gestattet kaum ein exemplarisches Beispiel, da dann zu leicht pauschaliert werden dürfte, was die konstruktiven Bedingungen anbelangt. Aus diesem Grund sei hier also nur erwähnt, daß in jedem Fall - hier wegen der meist einseitigen Stufen-Befestigung - eine ge­ wisse Gleitfähigkeit und Geschmeidigkeit an den Verbindungs­ stellen obligatorisch-zwingend sein dürfte. Die konstruktive Version der einseitigen Befestigung begünstigt auch ein Stufen- Knarren (bei Begehung), dem ebenfalls entgegenzuwirken ist.

Claims (7)

1. Treppensysteme aller Art, aus Kunststoff, in der Regel aus Einzelteilen bestehend und zu montieren. Dazu zählt noch die ge­ samte Palette weiterer Möglichkeiten in bezug auf die Menge der Treppen-Einzel­ teile, bis hin zum Treppen-Fertig-Element, das aus nur einem Stück besteht. Die Treppensysteme sind dadurch gekenn­ zeichnet,

   • - daß alle hier exemplarisch dargestellten und überhaupt alle möglichen noch weite­ ren Konstruktionen aus einem glasklaren Kunststoff bestehen, wie etwa ACRYL oder vergleichbarer Werkstoffe, desweiteren
   • - dadurch gekennzeichnet, daß auch alles (Montage-)Zubehör aus gleicher Material- Beschaffenheit ist, also etwa Schrauben u. ä. m., desweiteren
   • - daß die Treppenkonstruktionen neu und materialadäquat zu gestalten sind, unter Beachtung der Material-Eigenschaften, wie an späterer Stelle beschrieben und bis zur Konstruktionsweise greifend.
2. Zu den spezifischen Patentansprüchen folgendes.
3. Die Möglichkeit, weitere Patentansprüche anzumelden, ist erst in Anbindung an eine bestimmte Konstruktion möglich.
4. Die spezifischen Darstellungen möglicher Konstruktionen, insbesondere unter Einbeziehung der Detail-Alternativen, ergäbe eine Vielfalt, die hier nicht einmal als Nennung aufgenommen werden könnte, geschweige weitergehend. Aus diesem Grund soll hier lediglich anhand einiger Konstruk­ tions-Darstellungen exemplarischen Charakters das mögliche Breiten-Spektrum ansatzweise demonstriert werden.
5. Nähere Einzelheiten, als zeichnerische Darstellungen mit Text, sind am Schluß, also nach der nun folgenden Be­ schreibung zu den Treppen-Systemen, zu finden.
6. Der generell beantragte Patentschutz bezieht sich auf das Material in Verbindung mit einer material-adäquaten Konstruktion. Der konstruktiven Möglichkeiten gibt es so viele, daß sie nicht einzeln erfaßt werden können. Aber nachfolgend sind Angaben zu finden über die erfor­ derliche Material-Struktur und -Beschaffenheit. Deswei­ teren folgen Angaben über weitere Materialien, die im konstruktiven Sinn jeweils ihren Stellenwert haben und ggf. einzusetzen sind.
7. Einzelheiten zu konstruktiven Spezifikationen werden im Prinzip aber immer rückführbar sein, auf diese Angaben, im Sinne einer Ausgangsbasis zu Variationen. Insofern werden Ansprüche, die sich im Sinne einer Spezifikation konstruktiver Basis ergeben, als im generellen Patent­ schutz "integriert" verstanden.