-
Treppen sind das übliche Mittel zur Überwindung von Höhenunterschieden. Jede Stufe hat dabei eine Auftrittsbreite und eine Steigungshöhe. Insbesondere das Hinaufsteigen aber auch das Hinabsteigen ergeben eine physische Belastung für den Benutzer, die überproportional steigt mit der Anzahl der zu überwindenden Stufen. So kann das Hinaufsteigen über mehrere Etagen schon für den normalen gesunden Menschen eine starke Anstrengung darstellen, insbesondere wenn er noch eine Last zu tragen hat. Das Wohnen in einer höher gelegen Etage mindert den Wohnkomfort und reduziert den Wert der Immobilie. Für ältere Menschen oder solche mit einem geschädigten Bewegungsapparat kann auch die Überwindung einer Etage schon zum Problem werden. Das kann zum KO-Kriterium werden und die betroffenen Menschen mit dem Älterwerden oder dem Auftreten von Problemen z. B. mit Kreislauf, Knien und Hüften dazu zwingen, ihre gewohnte Umgebung zu verlassen.
-
Um das Problem mit den Treppen zu lösen werden zusätzlich zu Treppen in mehrgeschossigen Häusern oft Fahrstühle eingebaut. Da der Kostenaufwand sehr groß ist, werden Fahrstühle meist nur in Häusern mit höherer Geschosszahl oder in komfortablen teuren Gebäuden eingesetzt. Eine Nachrüstung eines vorhandenen Gebäudes ist meistens aus Kostengründen oder wegen nicht geeigneter Aufteilung des Grundrisses nicht möglich.
-
Die Rolltreppe als Alternative ist für Wohnhäuser gänzlich ungeeignet und findet eigentlich nur Anwendung bei Kaufhäusern oder dergleichen, wo eine große Anzahl von Personen möglichst kontinuierlich von einer Etage in die andere gefördert werden soll.
-
Bei Einfamilienhäusern mit Benutzung der oberen Etage kann die Treppe mit einem Treppenlift versehen werden. Hierbei kann eine Person sitzend auf einem fahrbaren Sessel sehr langsam nach oben oder nach unten transportiert werden. Ein Gegenverkehr ist natürlich nicht möglich. Wenn jemand in die eine Richtung gefahren ist, muss eine weitere Person, die in die gleiche Richtung fahren will, den Lift erst wieder in die Startposition oben oder unten holen. Das dauert natürlich eine gewisse Zeit.
-
Mit
DE 10 2007 018 756 B4 ist die Lösung einer Hubtreppe bekannt geworden. Dabei befinden sich bewegliche Treppenstufen zwischen zwei Plattformen. Die obere Plattform ist dabei absenkbar. Die Stufen zwischen oben und unten bilden dabei dann eine waagerechte Ebene, die der Benutzer auch mit einer Last mühelos überwinden kann. Auf der abgesenkten oberen Plattform angekommen, hebt diese dann den Benutzer auf das obere Niveau. Aus Gründen der technischen Möglichkeiten für die Größe des Hubes können nur wenige Stufen zwischen unterer und oberer Plattform untergebracht werden. Soll ein größerer Höhenunterschied bewältigt werden, müssen mehrere Systeme in Reihe installiert werden, um den Hub der einzelnen Plattformen in Grenzen zu halten. Dieser Vorschlag ist sicher eine Lösung zur Überwindung geringer Höhen insbesondere mit Lasten. Sie ist nicht geeignet zur Überwindung einer ganzen Geschosshöhe auf dem üblicherweise verfügbaren Platz dafür, sie ist wegen der mechanischen Anlenkungen nicht für gekurvten Verlauf der Treppe geeignet und ist auf keinen Fall eine nachrüstbare Lösung in Wohnhäusern.
-
Es sind Lösungen bekannt geworden, bei denen die Stufen mit Hubplatten belegt sind, wobei sich auch noch eine Hubplatte vor der ersten Stufe auf dem unteren Treppenpodest befindet.
-
Bei
DE 2 233 740 und
WO 2004/022472 A1 befinden sich auf den Stufen Hubplatten, deren Dicke der Stufensteigung entspricht. Die große Dicke entsteht durch die Unterbringung des Hubgestänges und des Antriebes im Innenraum der Hubplatte. Dadurch entsteht das Problem, das am unteren Ende der Treppe vor der untersten Stufe durch die vorgelagerte Hubplatte großer Dicke eine Stufe normaler Steigung übrig bleibt bzw. neu entsteht. Bei der
DE 698 00 692 haben die Hubplatten ebenfalls eine Dicke von der Höhe einer Stufe. Der untersten Hubplatte vor der untersten Treppenstufe ist noch eine weitere Hubplatte vorgelagert, die mit voller Dicke im Boden versenkt wird. Dadurch wird die Steigung vermieden, aber die Gesamtanordnung verlängert sich um eine Auftrittsbreite. Außerdem ist das Versenken der Hubplatte in der Größenordnung einer normaler Stufensteigung nicht immer möglich.
-
In
FR 2 127 279 erfolgt der Antrieb nicht im Innern der Hubplatte, sondern seitlich davon. Dadurch kann die Hubplatte relativ dünn gehalten werden. Nachteilig ist dabei, dass nun der Antrieb seitlich von der Hubplatte in einem Gehäuse untergebracht ist. Die Führungen rechts und links der Hubplatte erschweren die Anpassung an die Treppe und die Montage insbesondere bei gekurvten Treppen. Die nutzbare Breite der Treppe wird um die Gehäusemaße reduziert.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, in Wohnhäusern, geschäftlich genutzten und auch öffentlichen Gebäuden ohne Fahrstuhl eine nachrüstbare Lösung zu schaffen, die die Treppenbenutzer physisch entlastet. Es sollen dabei gerade und gekurvte Treppenverläufe möglich sein. Die erwähnten Nachteile des Stands der Technik sollen vermieden werden.
-
Die Aufgabe wird entsprechend der Merkmale des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass alle Treppenstufen mit jeweils einer vertikal um die Treppensteigung hebbaren mit der Stufe flächenmäßig deckungsgleichen Hubplatte versehen werden. Zur Überwindung der ersten Treppensteigung wird auch vor der ersten Stufe auf dem unteren Podest eine Hubplatte angebracht, während auf dem oberen Podest keine Hubplatte mehr vorhanden ist sondern nur noch eine Kontaktplatte. Die Hubplatten haben nur eine geringe Dicke von vorzugsweise 30 mm, um die Hubplatte vor der untersten Stufe nicht versenkbar gestalten zu müssen, und weisen keine seitlichen Antriebe auf.
-
Ohne Aktivierung der Hubfunktion kann die Treppe ganz normal benutzt werden.
-
Die Treppe mit den Hubplatten kann in zwei Betriebsarten genutzt werden.
-
Im „Behindertenmodus”, der standardmäßig vorgewählt ist, startet die Hubbewegung, wenn der Benutzer mit beiden Füßen auf der Hubplatte steht. Dazu verfügt die Hubplatte über zwei nebeneinanderliegende Kontaktplatten auf der Trittfläche. Der Benutzer schreitet nur horizontal von Stufe zu Stufe. Die Steigarbeit wird von der Hubplatte übernommen. Beim Hinaufsteigen befinden sich die Hubplatten immer schon in der richtigen Ausgangsstellung, so dass es keinerlei Wartezeit gibt.
-
Beim Herabsteigen müssen die Hubplatten erst angehoben werden. Das geschieht, wenn ein Benutzer einen am oberen Podest angebrachten Taster betätigt. Es hebt zunächst die oberste Stufe, die tiefer gelegenen folgen der Reihe nach. Die Hubplatten heben dabei nacheinander, um den momentanen Luftbedarf zu begrenzen. Die Wartezeit bis zum Betreten der obersten Stufe beträgt etwa 2 sec entsprechend der Hubzeit der obersten Hubplatte. Die weiter unter liegenden Hubplatten werden bereits immer früher als benötigt in Bereitstellung angehoben, um unterhalb der benutzen Stufe keine doppelte Steigung zu haben
-
Das Absenken der Hubplatten im „Behindertenmodus” geschieht dann wieder, indem beide Kontaktplatten auf den Stufen betätigt werden. Am Ende des Herabsteigens ist die Treppe bereits in der normalen Ausgangsposition für das Hinaufsteigen
-
Im vorwählbaren „Rolltreppenmodus” reicht das Berühren einer der beiden Kontaktplatten auf der Trittfläche, um den Hub zu starten. Die vorherige Hubplatte läuft dann noch weiter parallel zur neuen Hubplatte bis in Endstellung. Auf diese Weise kann eine rolltreppenartige Funktion erreicht werden, wobei sich die physisch zu überwindende Treppensteigung umso mehr reduziert, je langsamer der Benutzer die Treppe hinaufgeht. Dadurch wird eine lange Treppe für den Benutzer komfortabler.
-
Die „Treppe abwärts” Funktion wird beendet, wenn der Benutzer die Hubplatte auf dem unteren Podest nach dem Absenken verlässt und entlastet.
-
Es ist auch möglich, dass mehrere hintereinander die Treppe gleichzeitig benutzen. Dabei müssen wegen des verzögerten Zurückfahrens der Hubplatte in die Ausgangsposition bei „Treppe aufwärts” und wegen des frühzeitigen Hebens in Bereitschaftsposition bei „Treppe abwärts” drei Stufen frei bleiben. Es können dabei zwei oder mehrere Personen die Treppe hintereinander hinaufgehen jeweils im Abstand von mindestens 4 Stufen, wobei jeder Benutzer die Funktion „Treppe aufwärts” aktivieren muss. Tut einer das nicht extra., heben die Stufen für ihn nicht und er geht die Treppe normal hinauf mit körperlicher Überwindung der Steigung. Auch Begegnungsverkehr ist möglich. Für den Moment des Begegnens wird dabei die Hubfunktion einer Richtung angehalten, während die andere Funktion fortschreitet, bis die Begegnung erledigt ist.
-
Es ist auch möglich, eine rollende oder leicht verschiebbare Last vor sich her von der Treppe anheben zu lassen und sich selbst auch automatisch heben zu lassen. Man löst dabei die Funktion „Treppe aufwärts” für die Last aus und last diese automatisch von den Stufen heben, indem man sie horizontal weiter schiebt. Dann folgt man im gegebenen Abstand selbst. Man hat die Wahl, der automatisch gehobenen Last durch normales Treppensteigen mit Überwindung der Steigung zu folgen oder durch erneute Aktivierung am unteren Podest für sich selbst auch die automatische Hebfunktion zu nutzen.
-
Bei „Treppe abwärts” muss jeder Benutzer für sich die Aktivierung am oberen Podest vornehmen, wobei vier freie Stufen gelassen werden müssen. Nach einer Aktivierung wird deshalb die nächste Aktivierung für 4 Stufenhübe durch die Steuerung automatisch blockiert.
-
Das Heben oder Senken erfolgt ruckfrei in vorzugsweise 1,5 ... 2 sec.
-
Die Hubplatten bestehen im Prinzip aus einer unteren Bodenplatte 1 und einer oberen Trittplatte 2, die durch Parallellenker 6 zueinander parallel geführt werden und zwischen denen sich übereinandergeschichtete Flachschläuche 7, die an den Enden verschlossen und untereinander pneumatisch verbunden sind und die durch Pressluft ausgedehnt werden vom flachen Zustand bis maximal in den runden Zustand.
-
1 zeigt eine beispielhafte Treppe mit 3 Steigungen
-
2 zeigt perspektivisch die Parallellenker.
-
3 zeigt einen Schnitt quer durch eine Treppe in beispielhafter Ausführung mit Hubplatte in der Ausgangsposition und gehobener Position
-
4 zeigt einen Längsschnittdurch die Flachschläuche einer beispielhaften Ausführung in angehobener Stellung
-
5 zeigt einen Schnitt quer durch eine Treppe in einer weiteren beispielhaften Ausführung mit Hubplatte in der Ausgangsposition und gehobener Position
-
6 zeigt die Abhängigkeit des pneumatischen Drucks in den Flachschläuchen von der Belastung
-
7 zeigt ein Zeitdiagramm der verschiedenen Parameter beim Heben
-
Wie 1 zeigt, befinden sich die Hubplatten I bis III vor den entsprechenden Treppenstufen der Treppe T auf der jeweils darunter liegenden Stufe bzw. dem unteren Podest. Die Hubplatten bestehen im Wesentlichen aus der unteren Bodenplatte 1 und der oberen Trittplatte 2. An der Trittplatte ist eine Frontplatte 3 befestigt, die verhindert, dass die Fußspitzen zwischen Treppenstufe und Trittplatte geraten. Die unterste Hubplatte auf dem unteren Podest hat anstelle der Frontplatte 3 eine Rampe 4 an der Vorderkante der Trittplatte. Auf jeder Hubplatte befinden sich auf der Trittfläche zwei Kontaktplatten 5a und 5b, die beim „Behindertenmodus” beide bedeckt sein müssen, und von denen im „Rolltreppenmodus” nur eine bedeckt sein muss, damit der Hub beginnt Die Bodenplatte 1 hat auf beiden Längsseiten eine Abkantung nach oben, die Trittplatte 2 auf beiden Längsseiten eine Abkantung nach unten. Im Hohlraum zwischen den Platten befindet sich die Parallellenkerführung 6 und die geschichteten Flachschläuche 7, wie 2 zeigt. Es gibt jeweils einen Parallellenker 6a und 6b auf der Vorderseite und einen auf der Rückseite 6c und 6d. Die Hebel 6a und 6b sind dazu mittig über Bolzen 6e miteinander drehbar verbunden. Ebenso die Hebel 6c und 6d auf der Rückseite. Die beiden Lenker sind über Wellen 8 miteinander verbunden, so dass die Trittplatte stets parallel zur Bodenplatte gehalten wird. In dem Hohlraum befindet sich auch das Steuerventil 9, dass die Pressluft für die Flachschläuche steuert.
-
Die Hubplatten füllen die Breite zwischen den Wangen der Treppe vorzugsweise vollständig aus. Bei sehr breiten Treppen ist es aber auch möglich, nur einen Teil der Stufenoberfläche mit der Hubplatte abzudecken.
-
3 zeigt eine hochgefahrene Hubplatte und eine zusammengefahrene Hubplatte nebeneinander. Die Dicke der Hubplatte im zusammengefahrenen Zustand ist Ho. Die Stufenhöhe ist H. Entsprechend ist auch H der Hub der Hubplatte, so dass in der oberen Stellung die Trittplatte mit der darüber liegenden abgesenkten Trittplatte bündig ist. Die Hebel 6a bis 6d sind jeweils an beiden Enden mit Rollen 6f versehen, die in Führungen 1a der Bodenplatte bzw. in Führungen 2a der Trittplatte laufen. Der obere und der untere Flachschlauch sind über die Montageplatten 1b mit der Bodenplatte und über 2b mit der Trittplatte verbunden. Die Flachschläuche sorgen auch dafür, dass die Trittplatte sich nicht längs zur Bodenplatte verschiebt.
-
4 zeigt einen Längsschnitt. Die Flachschläuche 7 sind untereinander durch die Laschen 7a mit den Bohrungen 7b verbunden. Die Zuführung der Pressluft erfolgt im mittleren Element durch den Anschluss 10. Die Enden der Schläuche sind mit Laschen 11 dicht zusammengepresst.
-
5 zeigt eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit. Die Schläuche 7 wirken nicht direkt zwischen Bodenplatte 1 und Trittplatte 2. Die Schläuche wirken vielmehr auf die Verbindungsplatte 12, die an den Parallelenkern an den Drehpunkten 6e gelagert sind. Die geschichteten Flachschläuche müssen in diesem Fall nur den halben Hub machen. Die Lösung bietet sich für größere Hübe an. Allerding reduziert sich auch die Kraft auf die Hälfte.
-
Das Heben der Trittplatte über Pressluft würde bei Verwendung eines Druckluftzylinders wegen der Kompressibilität zu einer starken Elastizität im Hub und möglichen Schwingungen führen. Die Verwendung der Flachschläuche vermeidet diesen Nachteil. Wenn bei Pneumatikzylindern verschiedener Bauart (Kolbenzylinder, Balgzylinder, Membranzylinder) die Druckkraft die Belastung erreicht und leicht überschreitet, fährt der Zylinder vollständig in die Endposition. Die Bewegung startet verzögert erst nach Aufbau des vollen für die Belastung erforderlichen Drucks. Die Position ist unstabil wegen der Kompressibilität.
-
Bei dem Flachschlauch zeigt sich ein ganz anderes Verhalten, wie das Diagramm 6 zeigt. Die Hubkraft ist abhängig von dem Ausdehnungszustand des Schlauches und dem angelegten Druck K = B × L × p. B = wirksame Breite, L = Länge, p = Druck Im platten Zustand entspricht B dem halben Umfang des Schlauches. Im aufgeblasenen Zustand geht B gegen Null. Da der Flachschlauch im nahezu platten Zustand über eine sehr große Wirkfläche verfügt, reicht bereits ein geringer Druck für den Beginn der Bewegung. Die Bewegung startet darum sofort nach Aufbau eines minimalen Drucks. Im Diagramm startet die Hubbewegung unter 1500 N Belastung bei einem Druck von 0,4 bar. Zu jedem Druck zeigt das Diagramm eine Gleichgewichtsposition des Hubes. Bei 75 mm Hub und 1500 N Belastung wird z. B. ein Druck von 2 Bar benötigt. Die Gleichgewichtsposition ist relativ stabil. Erhöht sich beispielsweise die Belastung auf 2000 N, so geht der Hub nur von 75 mm auf 70 mm zurück. Durch diesen Selbststabilisierungseffekt werden auch Schwingungen bei der Hubbewegung vermieden. Es wird weitestgehend eine Unabhängigkeit von der Kompressibilität erreicht.
-
Diagramm 7 zeigt das zeitliche Verhalten verschiedener Parameter beim Heben. Der Innendruck im Flachschlauch bei 1500 N Belastung ist im nahezu flachen Zustand 0,4 Bar. Er wächst dann auf 2 bar bis zum Endhub von 75 mm im nahezu runden Zustand. Bei einem Versorgungsdruck am Steuerventil von 3 bar ergibt sich dann über den gesamten Hub eine Druckdifferenz Δp = po – p, die für die Zuströmung der Luft in die Schläuche verantwortlich ist. Dabei ergibt sich dann der Hub H. Die Steigung der Kurve H stellt die Hubgeschwindigkeit dar. Man sieht, dass die Geschwindigkeit mit zunehmendem Hub geringer wird, so dass in der oberen Position ein relativ ruckfreies Stoppen erfolgt. Durch eine Vergrößerung der Strömungsquerschnitte erhöht sich das gesamte Niveau der Hebegeschwindigkeit. Durch ein Anheben des Versorgungsdrucks wird vornehmlich die Geschwindigkeit im oberen Hubbereich erhöht.
-
Beim Senken ist der Duck p, der sich aus der Belastung ergibt, für die Absenkgeschwindigkeit verantwortlich. Über das Ventil 9 und eine Drossel werden die aufgeblasenen Flachschläuche entlüftet. Der Druck nimmt mit dem Senkhub ab, wodurch zum Ende der Senkbewegung die Geschwindigkeit geringer wird. Auch das ist wieder positiv für ein ruckarmes Stoppen der Senkbewegung in der unteren Position. Für eine Erhöhung der Senkgeschwindigkeit müssen die Strömungsquerschnitte für die Belüftung vergrößert werden. Das ist sinnvoll, wenn bei Senkhub ohne Belastung die Drücke im Schlauch nur durch das Eigengewicht bestimmt gering sind. Zur Unterstützung kann auch ein Vakuum angelegt werden.
-
Die Druckluftversorgung erfolgt mit einem Kompressor, der einen Speicher auf den Versorgungsdruck von 3 bar speist. Das Steuerventil 9 ist ein 3-2-Wegeventil, das die Flachschläuche entweder mit dem Versorgungsdruck verbindet oder belüftet. Zuleitung zum Ventil mit 3 bar und Entlüftungsanschluss haben getrennte Drosseln für die Beeinflussung der Hebe- und der Senkgeschwindigkeit.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102007018756 B4 [0005]
- DE 2233740 [0007]
- WO 2004/022472 A1 [0007]
- DE 69800692 [0007]
- FR 2127279 [0008]
