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Bei
der Erfindung handelt es sich um eine Treppe mit beweglichen Stufen.
Das Funktionsprinzip der in diesem Dokument beschriebenen Treppe ist
bislang noch nicht bekannt. Die Erfindung unterscheidet sich eindeutig
von konventionellen Treppen und allen bekannten Varianten von platzsparenden Treppen.
Auch bekannte Rolltreppen haben, trotz der Beweglichkeit der Stufen,
nichts mit dem hier beschriebenen Mechanismus gemein, da die Stufen von
Rolltreppen zur Überwindung
von Höhenunterschieden
in einem Kreislauf über
die gesamte Treppe bewegt werden.
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Konventionelle
Treppen erfordern auf jeder Ebene mehrere Quadratmeter Platz. Aufgrund
von Platzproblemen können
manche Flächen
heute nur erschwert erschlossen werden, wie beispielsweise häufig bei
Dachzugängen.
Die bekannten Raumspartreppen, wie im Beispiel der Patentschrift
DE19715844C2 und
auch kleine Wendeltreppen sind bislang als Lösung für dieses Problem konzipiert.
Jedoch ist deren Platzersparnis noch nicht maximiert und das Begehen
dieser Treppen ist aufgrund der engen, versetzten (oder um eine
Achse gewundenen Stufen unbequem. Andere Raumspartreppen, wie im Beispiel
der Patentschrift
DE4127594C1 sparen
nur im unbenutzten Zustand Platz.
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Aufgabe
der Erfindung besteht im Aufzeigen einer Lösung für diese Probleme von platzsparender Treppen.
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Die
Lösung
des beschriebenen Problems wird durch eine Treppe (Patentanspruch
1) erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sich die Mehrheit
der im jeweiligen Augenblick vom Treppennutzer nicht begangenen
Stufen, d.h. vor und hinter ihm platzsparend stapeln (1). Jeweils mehrere Stufen
stehen dem Treppennutzer begehbar, d. h. in den üblichen horizontalen und vertikalen
Verhältnissen zueinander
zur Verfügung.
Während
die im jeweiligen Augenblick begangenen Stufen ein festes Abstandsverhältnis zueinander
besitzen, gleiten sie auf weitgehend horizontaler Ebene unter den
Füßen des Treppennutzers
hindurch (1, Pfeile
in Richtung „a", bzw. „b"). Die vom Treppennutzer
zurückgelegten
Stufen stapeln sich nach Begehung hinter ihm, während die vor ihm liegenden
Stufen zur Begehung aus dem davor liegenden Stapel ausfahren. Dieser Mechanismus
ermöglicht,
Höhenunterschiede
fast in einer vertikalen Linie sowohl hoch- (2), als auch herunterzugehen (3).
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Erklärung einzelner
Merkmale:
- 1. Stufen, die von einem vor dem
Treppennutzer liegenden Stapel zu dem hinter ihm liegenden Stapel
gleiten, so dass der Treppennutzer während des Treppensteigens kaum
eine horizontale, sondern vor allem eine vertikale Strecke zurücklegt. – Unter
Verwendung verschiedener Mechanismen, die bei der Ausgestaltung
der Erfindung noch erläutert
werden, ist es möglich,
dass die Stufen trittfest gegenüber
dem Gewicht des Treppennutzers sind; dass die genutzten Stufen ein festes
Abstandsverhältnis
zueinander aufweisen; dass die Stufen aber dennoch eine gleitende
Bewegung aus Sicht des Treppennutzers auf weitgehend horizontaler
Ebene ausführen
und so die beschriebene Treppenbewegung ermöglichen. Die Stufen gleiten
dabei weitgehend in entgegensetzter Richtung zu den Schritten des
Treppennutzers.
- 2. Stufen, die platzsparend übereinander
angeordnet sind. – Nachdem
sich die Stufen im nicht begangenen Stadium in einer vertikalen
Linie wie in 1-3 übereinander angeordnet sind,
wird bei dieser Treppe die Grundfläche vieler Stufen im Vergleich
zu einer konventionellen Treppe eingespart. Bei der Erläuterung
zur Ausgestaltung der Erfindung werden mehrere Mechanismen für noch weitergehende
Raumersparnis präsentiert.
- 3. Weitgehend horizontale Ebene. – Die Trittfläche von
Treppenstufen wird zugunsten einer bequemen Begehbarkeit üblicherweise
horizontal ausgeführt.
Es ist jedoch auch eine Anordnung auf einer weitgehend horizontalen
Ebene mit leicht schrägen
Stufen noch begehbar.
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Ausgestaltung
der Erfindung:
- 1. Die beschriebene Bewegung
der Stufen erfolgt parallel bei einer geraden Treppe (Patentanspruch
2). Bei einer Teil-Wendeltreppe erfolgt die Bewegung der Stufen
um die Achse der Teil-Wendeltreppe (Patentanspruch 3).
- 2. In einer Variante ist die Treppe so konstruiert, dass im
unbenutzten Zustand alle Stufen in einer Reihe übereinander angeordnet sind.
Das heißt, dass
auch die Mindestmenge der begehbaren Stufen im unbenutzten Zustand
in den vertikalen Stapel einfahrbar ist (Patentanspruch 4). Daraus ergibt
sich eine weitere Platzersparnis.
- 3. Ein Mechanismus regelt das Gleiten der Stufen auf horizontaler
Ebene (Patentanspruch 5). Hierfür
sind die folgenden Techniken einzeln oder in Kombination anwendbar:
(a)
in sich ein- und ausschiebbare Schienen ähnlich wie bei Teleskop-Schubläden (Patentanspruch
6);
(b) Rollensysteme auf Schienen (Patentanspruch 7);
(c)
Schwenkarme, mit einem oder mehreren integrierten Drehpunkten (Patentanspruch
8);
(d) Seilzugsysteme (Patentanspruch 9);
- 4. Ein Mechanismus regelt die Bewegungen der einzelnen Stufen
im Verhältnis
zur Gesamtbewegung aller Stufen während des Begehens (Patentanspruch
10). Hierfür
sind die folgenden Techniken einzeln oder in Kombination anwendbar:
(a)
Einhaken von Abstandshaltern zur jeweils darüber und darunterliegenden Stufe
im Stadium des Begehens; Aushaken, wenn die betreffende Stufe den
Stapel erreicht hat, um dort zu ruhen (Patentanspruch 11);
(b)
Einsatz einer Führungsschiene,
welche die begangenen Stufen auf richtigem Abstand hält, während sie
die unbegangenen Stufen im Stapel hält und zu diesem Zweck mit
den begangenen Stufen vertikal hoch- bzw. heruntergleitet (Patentanspruch
12);
(c) Die unter 3. beschriebenen Gleitmechanismen werden
mit einem zentralen Koordinationsmechanismus über alle Stufen verbunden,
z.B. durch Verwendung von Zahnrädern,
Führungsschienen oder
elektronischer Steuerungen (Patentanspruch 13)
- 5. (a) Der Antrieb der Stufenbewegung erfolgt durch den An- und Abtritt der
Füße des Treppennutzers
auf den jeweils begangenen Stufen erfolgt. (Patentanspruch 14)
(b)
Um den dazu erforderlichen Druck in horizontaler Richtung ausüben zu können, hält sich
der Treppennutzer während
des Begehens an einer Führung
fest, wie beispielsweise einer vertikalen Stange, die dabei auch
die Funktion eines Geländers
beinhaltet (Patentanspruch 15).
(c) Alternativ zu 5. (a) wird
die Stufenbewegung vollkommen selbsttätig ohne An- und Abtrittskraft des
Treppennutzers oder unterstützend
angetrieben (Patentanspruch 16).
(c.1) Der Antrieb dieser Stufenbewegung
erfolgt motorisch (Patentanspruch 17)
(c.2) Alternativ erfolgt
der Antrieb dieser Stufenbewegung durch Aufziehen eines Gummi- oder Federmechanismus
(Patentanspruch 18).
- 6. (a) Bei angetriebenen Varianten der Treppe ist es erforderlich,
dass über
eine Mechanik oder Sensorik sichergestellt wird, dass jeweils die
erste und letzte Stufe des zu diesem Zeitpunkt begehbaren Abschnitts
solange nicht im Stapel eingereiht wird, bis kein Fuß des Treppennutzer
mehr auf der jeweiligen Stufe steht. (Patentanspruch 19).
(b)
Dies erfolgt durch eine Mechanik oder Sensorik, die eine Einreihung
in den Stapel verhindert (Patentanspruch 20).
- 7. Eine Mechanik oder Sensorik wird verwendet, damit ein Richtungswechsel
des Treppennutzers durch die Stufenbewegung der Treppe nachvollzogen
wird. (Patentanspruch 21)
- 8. Bei angetriebenen Varianten der Treppe wird eine Mechanik
oder Sensorik verwendet, um die Laufgeschwindigkeit der Treppe der
des Treppennutzers anzupassen. (Patentanspruch 22)
- 9. Zum Begehen der Treppe von oben, unten, bzw. aus weiteren
Einstiegsebenen ist es erforderlich, dass die jeweils zuerst zu
begehenden Stufen ausgefahren sind und die weiteren Stufen in der
oben beschriebenen Ordnung zum Begehen zur Verfügung gestellt werden. (Patentanspruch
23) Dies erfolgt manuell über
einen Schieber (Patentanspruch 24), in Kombination mit dem Antriebsmechanismus
im Fall von angetriebenen Varianten der Treppe oder durch separaten
motorischen Antrieb (Patentanspruch 25).
- 10. Alternativ zur einfachen Stapelung der Stufen wie in den 1 bis 3 werden die gestapelten Stufen etwa
zur weiteren Platzersparnis zusätzlich
an ihren Kanten und Eckpunkten hoch-, herunter- oder seitlich abgeklappt.
(Patentanspruch 26)
- 11. Um den von der Treppe beanspruchten Deckenfreiraum in den
Geschossen gegen die Gefahr des Herunterfallens zu sichern und,
um diese Fläche
bei Nichtnutzung der Treppe zugänglich
zu machen, ist eine erweiterte Variante der Treppe möglich. Hierbei
wird die Treppe mit einer Deckentür und einen an die Treppe gekoppelten
Mechanismus zum Öffnen
und Schliessen der Deckentür
versehen. (Patentanspruch 27)
- 12. Für
eine sichere Nutzung der Treppe sind mehrere Sicherheitsmechanismen
verwendbar. Während
der aufsteigende Treppennutzer die gestapelten Stufen vor sich hat,
wird der absteigende Treppennutzer optional dadurch gesichert, dass
die Treppe in dieser Richtung gegen eine Wand oder ein Geländer gerichtet
ist und die unterste jeweils begehbar ausgefahrene Stufe unmittelbar
vor dieser Wand bzw. dem Geländer liegt
(Patentanspruch 28). Auf den Seiten wird optional die unter Punkt
5 beschriebene Stange als Geländer
eingesetzt. An den Seitenenden der Stufen werden optional Träger mit
einem seitlichen Geländer
angebracht, welche sich entsprechend der Treppenbenutzung strecken
oder stauchen (Patentanspruch 29).
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Erreichte
Vorteile der beschriebenen Treppe:
- 1. Deutlich
weniger Platzerfordernis als konventionelle Treppen und als bekannte
Raumspartreppen.
- 2. Deutlich bequemeres Begehen der beschriebenen Treppe als
bekannte Raumspartreppen aufgrund der Möglichkeit des Einsatzes von
Stufen in vollwertiger Trittgröße.
- 3. Ästhetische
Vorteile, nachdem die gesamte Treppe in einem Schrank bzw. in einer
Wandeinbuchtung verschwinden kann.
- 4. Aufgrund der Vorteile 1 bis 3 ergeben sich neue Einsatzbereiche
für Treppen,
wie z. B. zusätzliche Verbindungen
zwischen Räumen
auf verschiedenen Etagen, bessere Nutzungsmöglichkeiten von Dachspitzen
oder Aussentreppen, etwa zum Ersatz von Feuerleitern.
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Das
Prinzip der Erfindung und ein Ausführungsbeispiel wird durch Figuren
erläutert.
Es zeigen:
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1 – Schematische Darstellung
der Treppe
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2 – Schematische Darstellung
für den Aufstieg
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3 – Schematische Darstellung
für den Abstieg
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4 – Darstellung eines Ausführungsbeispiels
mit einer auf Schienen gleitenden Stufe
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5 – Darstellung eines Ausführungsbeispiels
mit einer durch Stäbe
mit Winkeln und Bändern fixierten
Trittentfernung zwischen Stufen
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6 – Darstellung eines Ausführungsbeispiels
mit der Auslösung
der fixierten Trittentfernung
- 1. 1 – Die schematische Darstellung
der Treppe zeigt eine Anordnung von Stufen. Die oberen vier und
die unteren vier Stufen sind dabei gestapelt. Die dazwischenliegenden
mit den Pfeilen versehenen Stufen sind begehbar. Eine Bewegung der
Stufen in Pfeilrichtung (a) unterstützt die Begehung der Stufen
zum Aufstieg. Eine Bewegung der Stufen in Pfeilrichtung (b) unterstützt die Begehung
der Stufen zum Abstieg.
- 2. 2 – Die schematische
Darstellung für
den Aufstieg zeigt, wie eine Person die Treppe aufsteigt. Während die
Person die Stufen überwindet,
gleiten die Stufen des Stapels vor der Person unter den Schritten
der Person durch.
- 3. 3 – Die schematische
Darstellung für
den Abstieg zeigt, wie eine Person die Treppe absteigt. Während die
Person die Stufen überwindet,
gleiten die Stufen des Stapels vor der Person unter den Schritten
der Person durch.
- 4. 4 – Die Darstellung
eines Ausführungsbeispiels
mit einer auf Schienen gleitenden Stufe zeigt einen Ausschnitt aus
der Treppe mit einer auf Rollen (d) gleitenden Treppenstufe (c),
den beiden unteren Führungsschienen
(b) und einer der beiden darüber
liegenden Führungsschienen.
- 5. 5 – Die Darstellung
eines Ausführungsbeispiels
mit einer durch Stäbe
mit Winkeln und Bändern
fixierten Trittentfernung zwischen Stufen zeigt einen Ausschnitt
aus dem gesamten Mechanismus der Treppe. Die drei unteren Stäbe (b) mit Winkeln
(c) fixieren die Stufenentfernung auf Druck zwischen den Stufen.
Die Bänder
sind in dieser Situation gespannt und fixieren. die Stufenentfernung
auf Zug. Die Bänder
sind in dieser Abbildung nicht sichtbar, da sie hinter den Stäben gespannt
sind. Der oberste Stab mit Winkel in dieser Abbildung liegt nicht
auf der hinteren Stufenkante, sondern auf der Stufe und zeigt damit an,
dass diese in bezug auf die darüber
liegenden Stufe nicht in Trittentfernung fixiert sondern gestapelt
ist. Wie der Eckbalken (d) anzeigt, liegt die oberste Stufe bereits
am Ende der Schiene.
- 6. 6 – Die Darstellung
eines Ausführungsbeispiels
mit der Auslösung
der fixierten Trittentfernung zeigt, wie der Stab mit dem Winkel
von dem Zapfen (b) angehoben wird. Die fixierte Trittentfernung
wird dadurch gelöst;
die darüber
liegende Stufe fährt
in den Stapel mit der darunterliegnden Stufe ein; und das Band (a)
entspannt sich.
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Im
folgenden wird das Ausführungsbeispiel einer
einfachen, rein mechanisch durch An- und Abtritt des Treppennutzers
bewegten Treppe beschrieben.
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Als
bewegliche Stufen kommen trittfeste Bretter in angemessener Größe zum Einsatz (4-c), auf deren Unterseite
in allen vier Eckpunkten Rollen in Laufrichtung angebracht werden (4-d).
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Die
Stufen laufen auf einem Treppengerüst. Träger des Gerüsts sind vier vertikal fixierte
Eckbalken in der Länge
der von der Treppe zu verbindenden Ebenen (Teilansicht 5-d). Auf beiden Seiten
des Gerüsts
sind horizontale Balken montiert, die als Schienen für die Rollen
der Treppenstufen dienen (4-b).
In diesem Beispiel haben diese Schienen eine Länge von fünf Treppenstufen, abzüglich der leichten Überlappung
der Stufen. Damit die Rollen der Stufen auf den Schienen nicht entgleisen,
sind die Seiten der Schienen mit überstehenden Führungsbrettern
versehen (5-a). Weitere
Schienen, die jeweils parallel zu den tragenden Schienen mit knappen
Abstand über
den rollenden Stufen befestigt werden verhindern Entgleisungen der
Stufen durch vertikales Hochklappen (4-a).
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Die
erste Stufe wird vor dem unteren Austritt und die letzte Stufe wird
vor dem oberen Austritt der Treppe fest montiert, so dass sie für den ersten
und den letzten Schritt des Treppennutzers permanent zur Verfügung stehen.
Diese Endstufen und alle dazwischen liegenden sind ihren unteren
hinteren Enden mit einem oder mehreren Bändern verbunden (6-a). Die Bandlänge zwischen
zwei Stufen ist so lang, dass die jeweils darüber liegende Stufe bei gestreckten
Bändern
in korrekter Trittentfernung liegt. Auf der Oberseite der Bänder sind
Stäbe (5-b) mit Winkeln (5-c) befestigt. Die Winkel
haken bei Streckung der Bänder
an der oberen hinteren Kante der jeweils darunterliegenden Stufe
ein. So wird die korrekte Trittentfernung zwischen den Stufen für eine Begehung
fixiert. Die Auslösung
der fixierten Trittentfernung erfolgt an beiden Enden der Schienen,
um die Stapelung zu ermöglichen.
Kurz bevor eine Stufe an das Schienenende gleitet heben hervorstehende Zapfen,
(bzw. im einfachsten Fall lange Schrauben, die an den jeweils darüberliegenden
Schienen befestigt sind) die Winkel an den Stabenden an und lösen damit
die Fixierung zur nachfolgenden Stufe auf (6-b). Im Prototyp wurden die Winkel im
Bereich des Zapfenkontakts flacher als im Bereich des Stufenkontakts
ausgeführt,
um den Einhakeffekt der Winkel an den Zapfen zu vermeiden.
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Die
Treppe ermöglicht
in diesem Beispiel eine bequeme Treppenbenutzung auf vollwertigen Stufen über beliebige Höhenunterschiede
und auf einer Treppentiefe von nur wenigen Stufenbreiten.