DE19749075C2 - Halteeinrichtung eines flächigen Verbundelements, insbesondere einer Treppenstufe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Halteeinrichtung eines flächigen Verbundelements, insbesondere einer Treppenstufe, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Mit solchen Halteeinrichtungen sollen flächige Verbundelemente möglichst span­ nungsfrei, aber sicher an einer tragenden Konstruktion angebracht werden. Insbesondere kann das Verbundelemente eine Treppenstufe, bestehend aus mehreren Glasschichten, einer Wendeltreppe sein, wobei die Treppenstufe möglichst freitragend an einem Träger der Wendeltreppe angebracht werden soll.

Zu diesem Zweck ist bekannt, die Treppenstufe an dem Träger durch eine Schraubverbindung zu befestigen. Dabei steht der Schraubenkopf über der Oberseite der Treppenstufe hervor. Dies ist nachteilig, weil der hervorstehende Schraubenkopf das hindernisfreie Begehen der Treppenstufe stören kann und außerdem einen Ansatz für Schmutzablagerungen bildet.

Es kann zwar daran gedacht werden, die Schraubverbindung derart auszugestal­ ten, daß ein Schraubenkopf versenkt in einer Bohrung des Verbundelements bzw. der Treppenstufe liegt, wobei diese Bohrung einen größeren Durchmesser als eine darunter liegende konzentrische Bohrung hat, um die voranstehenden Nachteile zum Teil zu vermeiden. Es bleibt aber der Nachteil, daß der Schrauben­ kopf zumindest bei der Montage von oben bzw. außen zugänglich sein muß, wodurch sich der Einsatz eines Verbundelements mit einer durchgängigen glatten Oberseite bzw. einer solchen Treppenstufe verbietet. - Nur nach Voll­ endung einer versenkten Schraubverbindung wäre es möglich, diese mit einer geschlossenen Scheibe bzw. Platte in einem gesonderten Arbeitsgang am Montageort abzudecken.

Abgesehen davon kann eine einfache Schraubverbindung nicht nur Druck- und Biegebelastungen, sondern auch Zugbeanspruchungen sicher aufnehmen, jedoch das Verbundelement nicht ohne weiteres spannungsfrei tragen.

Zum Stand der Technik der eingangs genannten Gattung gehört eine Halteein­ richtung für Treppenstufen, bei der nach dem Einbau keine über die Oberseite eines Stufenbereichs vorragenden Teile des Treppenbolzens vorhanden sind (DE 28 34 058 A1). Danach ist zur Halterung einer Treppenstufe ein Bolzen mit seinem Gewindeende direkt in ein Gewinde einer Hülse eingeschraubt, die durch Verklebung und mit Hilfe eines Sprengrings formschlüssig in die Treppenstufe eingebunden ist. In ein Gewindeloch des Bolzens ist eine Kopfschraube von unten eingeschraubt, die in einer tiefer liegenden Treppenstufe verankert ist, aus deren Unterseite ihr Schraubenkopf herausragt. Auf diese Weise ist die tiefer liegende Treppenstufe zwischen dem unteren Ende des Bolzens und dem Schrau­ benkopf eingespannt. Die Halterung umfaßt weiterhin zylindrische Materialver­ dickungen an einem Schaft des Bolzens sowie einen Sprengring an einem freien Ende des Hülsenschafts, der in ein Sachloch der Treppenstufe eingesetzt wird. Mit dieser Konstruktion sind zwar auf die Oberseite der Treppenstufen vor­ ragende Teile vermieden, die Aufnahme bzw. Ableitung von Belastungskräften und -momenten mit dem Ziel einer möglichst spannungsfreien Halterung wird dadurch aber gegenüber einer einfachen Schraubenverbindung kaum verbessert.

Bei einer Stufenstütze (DE 17 41 356 U1) ist zwar eine Kugellagerung bekannt, diese Lagerung dient jedoch dazu, eine einfache Befestigung eines Mauereisens in einer Wand zu ermöglichen und selbst, wenn das Mauereisen nicht extakt eingemauert ist, zu gewährleisten, daß eine Tragplatte für die Treppenstufe so verstellt werden kann, daß sie sich an die zu tragende Stufe anlegen kann. Hierzu ist eine Spindel durch das Mauereisen geschraubt, an der eine Kugel befestigt ist. Dabei kann die Tragplatte über ein Kugelgelenk am oberen Ende der Spindel angebracht sein, dessen Kugel sich etwa zur Hälfte in die Tragplatte erstreckt. Alternativ kann auch die Spindel fest mit der Tragplatte verbunden und unterhalb der Tragplatte von einer Kugel durchdrungen sein, welche in einer Pfanne des Mauereisens verdrehbar, aber unverlierbar gelagert ist. Die Tragplatte wird mittels Schrauben an der Treppenstufe befestigt und kann über das Kugel­ gelenk weitgehend unabhängig von der Einmauerung des Trageisens in die waagerechte Stellung gebracht werden.

Zum Stand der Technik gehören auch begehbare Verbundglasscheiben mit drei Glasscheiben (DE-U 17 41 356).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halteeinrichtung zu schaffen, mit der nicht nur über die Oberseite eines vorgefertigten Verbundelements vor­ stehende Bestandteile der Halteeinrichtung vermieden werden, sondern die auch die Belastungskräfte und -momente sicher aufnehmen kann, welche vom Ver­ bundelement auf die Halteeinrichtung aufgeübt werden.

Nach der im Anspruch 1 gekennzeichneten Halteeinrichtung kann sich bei Belastung des Verbundelements die Auflagebuchse über dem Kugelkopf kippen, ohne daß Kräfte und Momente durch Einspannung entstehen.

Dabei ist die verwendete Auflagebuchse mit ihrem unteren Flanschabschnitt geeignet, das aufliegende Verbundelement abzustützen, d. h. das Verbundele­ ment zu tragen und Druckbelastung aufzunehmen. Mit dem Federring, der in die umlaufende Außennut des Buchsenabschnitt der Auflagenbuchse hineinreicht und der auf der unteren ersten Scheibe des Verbundelements aufliegt, werden Zugbelastungen über den Buchsenabschnitt auf das externe Lagerelement, welches mit dem Flanschabschnitt verbunden ist, übertragen. Außerdem können Biegebelastungen zwischen dem genannten Federring und dem Flanschabschnitt der Auflagebuchse aufgenommen und zu dem externen Lagerelement weiterge­ leitet werden. Gleichwohl braucht kein Element dieser Halteeinrichtung über die obere, zweite Scheibe hervorzustehen, wenn die Auflagebuchse bezüglich der Scheibendicke dimensioniert ist wie in Anspruch 6 explizit angegeben.

Die Halteeinrichtung mit sämtlichen Elementen ist nur von einer Seite in die Bohrungen der Scheiben des Verbundelements bei der Montage einzuführen, wobei der Federring zusammengedrückt ist und nicht von der anderen Seite zum Vollenden der Verbindung erreicht werden muß. Der Federring dehnt sich dann, wenn er in die gegenüber der Bohrung in der ersten Scheibe größere Bohrung der zweiten Scheibe eingeschoben ist, selbständig aus, so daß der oben auf der ersten Scheibe anliegt.

Die Halteeinrichtung ist zur Verwendung mit vorgefertigten Verbundelementen gemäß der Ansprüche 7 bis 11 vorgesehen, welche eine erste Scheibe mit einer Bohrung, eine darüber angeordnete zweite Scheibe mit einer konzentrischen größeren Bohrung, welche einer Hinterschneidung bezüglich der ersten Scheibe bildet, und einer über den Bohrungen geschlossenen dritten Scheibe über der zweiten Scheibe umfassen. Durch die dritte Scheibe wird also eine völlig glatte homogene Oberfläche des Verbundelements erzielt, was deswegen möglich ist, weil die Halteeinrichtung nicht von dieser Seite zur Herstellung der Verbindung mit dem Verbundelement zugänglich sein muß.

Eine definierte, relativ großflächige Kraftübertragung zwischen dem Verbund­ element über den Federring und die Auflagebuchse wird durch eine Zentrierung der Auflagebuchse in der Bohrung der ersten Scheibe erreicht, indem gemäß Anspruch 5 der Flanschabschnitt der Auflagebuchse im Bereich der ersten Scheibe eine umlaufende O-Ringnut aufweist, die geeignet ist, einen die Bohrung der ersten Scheibe gegen den Flanschabschnitt zentrierenden O-Ring aufzuneh­ men. Zur Zentrierung wird die Auflagebuchse außer mit dem obengenannten Federring mit einen in die O-Ringnut eingelegten O-Ring in die Bohrungen des Verbundelements eingeschoben. Damit ist das flächige Verbundelement mittels der Halteeinrichtung definiert spannungsfrei gelagert, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn die Scheiben des Verbundelements aus gleichen oder unter­ schiedlichen Glassorten bestehen.

Auf die Verwendung der Halteeinrichtung bei einem Verbundelement, dessen Scheiben aus Glas bzw. Gläsern bestehen, ist Anspruch 8 gerichtet. Bei diesem Material kommt die glattflächige Formgebung, die mit dieser Halteeeinrichtung ermöglicht wird, besonders gut zum Ausdruck.

Je nach Einsatzweck günstige alternative Verwendungen der Halteeinrichtung sind in den Ansprüchen 9-11 gegeben.

Für eine einfache Montage des Lagerbolzens mit Kugelkopf an der Auflagebuch­ se sind diese Elemente zweckmäßig gemäß Anspruch 2 mit den Merkmalen ausgebildet, daß die Kugelpfanne aus einem ersten Kugelpfannenelement als Gegenpfanne des Kugelkopfs und einem zweiten Kugelpfannenelement mit einer Bohrung besteht, durch die der Lagerbolzen schwenkbar hindurchreicht, wobei der Kugelkopf zwischen dem ersten Kugelpfannenelement und dem zweiten Kugelpfannenelement eingeschlossen ist.

Die einfache Montage und - erforderlichenfalls - Demontage wird gemäß An­ spruch 3 dadurch vollendet, daß das zweite Kugelpfannenelement in dem Flanschelement lösbar befestigt ist und daß der Kugelkopf auf dem Lagerbolzen aufgeschraubt ist.

Damit die Auflagebuchse über den Kugelkopf kippen kann, ist die Bohrung in dem zweiten Kugelpfannenelement gemäß Anspruch 4 dimensioniert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung mit drei Figuren be­ schrieben, woraus sich weitere Merkmale und Vorteile ergeben können. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Treppenstufe als Verbundelement mit drei Halteeeinrichtungen,

Fig. 2 in größerer Darstellung einen Schnitt in einer zu A-A in Fig. 1 im wesentlichen paralelle Ebene, die durch eine Hal­ teeinrichtung mittig hindurchgeht, und

Fig. 3 einen Schnitt durch die Ebene B-B in Fig. 2.

In Fig. 1 ist mit 1 eine kreissegmentförmige Treppenstufe bezeichnet, die gemäß Fig. 2 drei Scheiben aus Glas 2, 3, 4, besteht, wobei die Scheiben durch Haft­ schichten 5 und 6 miteinander verbunden sind. Diese Scheiben 2-4 und die Haft­ schichten 5-6 stellen das Verbundelement dar.

Zur festen Halterung der Treppenstufe 1 an drei Kragarmen 7, 8, 9, die an Trä­ gern 10 bzw. 11 einer Wendeltreppe angeschweißt sind, dienen drei Halteein­ richtungen, die allgemein mit 12, 13, 14 bezeichnet sind.

Zur Anbringung mit den Halteeinrichtungen sind an den betreffenden Positionen Bohrungen bzw. Löcher in der Treppenstufe 1 vorbereitet, und zwar, wie aus Fig. 2 ersichtlich, eine erste Bohrung 14a in der ersten Scheibe 2 sowie eine dazu konzentrische Bohrung 15a in der sich darüber befindlichen zweiten Schei­ be 3. Die zweite Bohrung 15a bildet somit gegenüber der ersten Scheibe eine Hinterschneidung. Oben ist der Verbund durch die durchgehende dritte Scheibe 4 abgeschlossen.

Wesentlicher Bestandteil der Halteeinrichtung ist eine als Drehteil hergestellte kappenförmige Auflagebuchse, die allgemein mit 15 bezeichnet ist. Sie weist einen im wesentlichen zylindrischen Buchsenabschnitt 16 auf, an den sich unten ein kreisringsförmiger Flanschabschnitt 17 anschließt. Das Innere der Auflage­ buchse bildet einen unten offenen Hohlraum 18.

Der Flanschabschnitt dient zur Auflage der untersten, ersten Scheibe 2 des Verbundelements, wobei die aus Glas bestehende Scheibe 2 nicht direkt auf den Flanschabschnitt aufliegt, sondern auf einem elastischen Auflagering 19. Der Buchsenabschnitt 16, der sich über der Oberseite des Flanschabschnitts er­ streckt, ist weniger hoch als die erste Scheibe 2 und die zweite Scheibe 3 sowie der Auflagering 19 und die Haftschicht 5 zusammengenommen. Somit ragt der Buchsenabschnitt nicht aus der oberen Bohrung 15a der zweiten Scheibe 3 nach oben heraus, sondern diese Bohrung kann durch die oberste dritte Scheibe 4 glatt abgeschlossen werden.

Weiterhin ist aus dem Außenumfang des Buchsenabschnitts 16 eine umlaufende Nut in einem solchen Abstand zu dem Flanschabschnitt 17 ausgeformt, daß ein in die Nut eingelegter Federring, der vorzugsweise aus Kunststoff besteht, auf der Oberseite der ersten Scheibe 12 anliegt und diese Scheibe 2 sowie mit ihr die gesamte Treppenstufe in der in Fig. 2 dargestellten Lage hält, in der die unterste erste Scheibe 2 über den Auflagering 19 auf dem Flanschabschnitt 17 aufliegt. Die Außennut trägt das Bezugszeichen 20 und der hierin sitzende Federring das Bezugszeichen 21.

An einer gegenüber der Außennut 20 tieferen Stelle des Buchsenabschnitts ist aus dieser eine O-Ringnut 22 ausgeformt, in die ein O-Ring 23 eingelegt ist. Der elastische O-Ring dient dazu, die Halteeinrichtung der Auflagebuchse in der Bohrung 14a der untersten Scheibe 2 und damit auch der größeren Bohrung 15a in der zweiten Scheibe 3 zu zentrieren. Diese Zentrierung dient zur definiert spannungsfreien Ausrichtung der Auflagebuchse 15 in den Bohrungen 14a und 15a der Scheiben 2 und 3 aus Glas des Verbundelements. Eine lokale über­ mäßige Belastung der Scheiben an den Bohrungen tritt dadurch nicht ein, womit Beschädigungen ausgeschlossen sind.

In den Hohlraum 18 der Auflagebuchse 15 ist eine zweiteilige Kugelpfanne eingesetzt, bestehend aus einem ersten Kugelpfannenelement 24, welches ganz oben in dem Hohlraum fest sitzt, und einem zweiten Kugelpfannenelement 25, welches in den ersten Hohlraum fest einfügbar ist, nachdem ein Kugelkopf 26 in den verbleibenden Hohlraum, der noch nicht von dem ersten Kugelpfannen­ element ausgefüllt ist, eingesetzt ist.

Die Kugel weist eine Bohrung mit einem nicht bezeichneten Innengewinde auf, in welches ein Außengewinde eines verjüngten Endes eines Lagerbolzens 27 eingeschraubt werden kann. Der Lagerbolzen reicht dabei durch eine Bohrung 28 in dem zweiten Kugelpfannenelement 25 hindurch, die so weit ist, daß der Lagerbolzen 27 um einen beträchtlichen Winkel aus der vertikalen Mittelstellung, die in der Zeichnung dargestellt ist, geschwenkt werden kann. Der an dem Tragarm 7 befestigte Lagerbolzen 27 braucht deswegen im wesentlichen nur Druck- oder Zugkräfte je nach der Belastung des Verbundelements aus den Scheiben 2, 3, 4 aufzunehmen, während Beanspruchungen durch Einspannen wie sonst in einer Schraubverbindung entfallen. Sinngemäß Gleiches gilt auch für Kräfte an der aus den Kugelpfannenelementen 24, 25 bestehenden Kugelpfanne.

Vorteilhaft kann also bei der Halterung bzw. Befestigung von einem festen Verbund der Scheiben 2, 3 und 4 aus Glas mit zwischenliegenden Haftschichten 5 und 6 ausgegangen werden, wobei die Bohrungen 14a und 15a bereits aus der zweiten Scheibe und der dritten Scheibe ausgeformt sind. Dabei kann das Verbundelement oben bereits durch die dritte Scheibe 4 abgeschlossen sein. Das Verbundelement, nämlich hier die Treppenstufe, kann zur Montage vor Ort dadurch vorbereitet sein, daß die Auflagebuchse 15 zusammen mit dem Feder­ ring 21 in der Außennut 20 und dem O-Ring 23 in der O-Ringnut 22 in die Bohrungen 14a und 15a eingeschoben werden, wobei sich der Federring 21 zunächst im Bereich der Bohrung 14a zusammendrückt und auf größeren Durch­ messer auseinanderspeizt, wenn er die zweite Bohrung 15a vollständig erreicht hat. Dadurch wird die Auflagebuchse 15 so in dem Verbund der Scheiben 2, 3, 4 verriegelt, daß die Auflagebuchse auch erhebliche Zugkräfte aufnehmen kann. Der Federring besteht insbesondere dann vorteilhaft aus Kunststoff, wenn wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Scheiben aus Glas zu halten sind, um eine Beschädigung dieser Scheiben im Bereich der Bohrungen zu vermeiden. Eine entsprechende Materialauswahl aus den gleichen Gründen kann für den O-Ring 23 getroffen werden, der die definiert spannungsfreie Kraftübertragung zwischen dem Verbund der Scheiben 2, 3, 4 und der Auflagebuchse durch deren Zentrie­ rung in den Bohrungen 14a, 15a gewährleistet. - Anschließend kann die Ver­ bindung zwischen der Auflagebuchse mit dem innenliegenden Kugelkopf und dem Lagerbolzen 27 zu dem Kragarm 7 vervollständigt werden.

Nach der Montage tritt diese Halterung von oberhalb der Treppenstufe 1 nicht störend in Erscheinung, sondern verschwindet auch optisch fast vollständig unter der obersten dritten Scheibe 4.

Claims (11)

1. Halteeinrichtung eines flächigen Verbundelements, insbesondere einer Treppenstufe, welches mindestens eine erste Scheibe (2) und eine zweite Scheibe (3) umfaßt, die insbesondere beide aus gleichem oder un­ terschiedlichem Glas bestehen und beide konzentrische Bohrungen (14a, 15a) aufweisen, aufweisend eine Auflagebuchse (15) mit einem Buchsenabschnitt (16), der geeignet ist, durch die Bohrung (14a) der er­ sten Scheibe hindurch in die zweite Bohrung (15a) hineinzureichen, und mit einem sich an einem Ende des Buchsenabschnitts (16) anschließenden Flanschabschnitt (17), der geeignet ist, das aufliegende Verbundelement abzustützen, wobei der Buchsenabschnitt (16) eine einen Federring (21) aufnehmende umlaufende Außennut (20) in einem solchen Abstand zu dem Flanschabschnitt (17) aufweist, daß die erste Scheibe (2) zwischen dem Federring (21) und dem Flanschabschnitt (17) einklemmbar ist und ein Lagerbolzen (27) sich in einem einseitig offenen Hohlraum (18) im Buchsenabschnitt (16) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Flanschabschnitt (17) mit einem einseitig offenen Hohlraum (18) ausgebildet ist und daß in den Hohlraum eine Kugelpfanne (24, 25) einge­ lassen ist, in der ein Lagerbolzen (27) mit einem Kugelkopf (26) schwenk­ bar gelagert ist.

2. Halteeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelpfanne (24, 25) aus einem ersten Kugelpfannenelement (24) als Gegenpfanne des Kugelkopfs (26) und einem zweiten Kugelpfannen­ element (25) mit einer Bohrung (28) besteht, durch die der Lagerbolzen (27) schwenkbar hindurchreicht, wobei der Kugelkopf (26) zwischen dem ersten Kugelpfannenelement (24) und dem zweiten Kugelpfannenelement (25) eingeschlossen ist.

3. Halteeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kugelpfannenelement (25) in dem Flanschabschnitt (17) lösbar befestigt ist und daß der Kugelkopf (26) auf dem Lagerbolzen (27) aufgeschraubt ist.

4. Halteeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (28) im zweiten Kugelpfannenelement (25) so weit ist, daß eine relative Verschwenkung des Lagerbolzens (27) bezüglich der in die Auflagebuchse (15) eingelassenen Kugelpfanne (24, 25) möglich ist.

5. Halteeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flanschabschnitt (17) im Bereich der ersten Scheibe (2) eine umlaufende O-Ringnut (22) aufweist, die geeignet ist, eine die Bohrung (14a) der ersten Scheibe (2) gegen einen den Flanschabschnitt (17) zentrierenden O-Ring (23) aufzunehmen.

6. Halteeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flanschabschnitt (17) weniger hoch als die kumulative Dicke der ersten Scheibe (1) und der zweiten Scheibe (2) ist.

7. Verbundelement, umfassend eine erste Scheibe (2) mit einer Bohrung (14a), eine darüber angeordnete zweite Scheibe (3) mit einer konzen­ trischen größeren Bohrung (15a) und eine über den Bohrungen ge­ schlossene dritte Scheibe (4) über der zweiten Scheibe (3), gekennzeichnet durch die Verwendung der Halteeinrichtung gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1-6.

8. Verbundelement, umfassend eine erste Scheibe (2) mit einer Bohrung (14a), eine darüber angeordnete zweite Scheibe (3) mit einer konzen­ trischen größeren Bohrung (15a) und eine über den Bohrungen ge­ schlossene dritte Scheibe (4) über der zweiten Scheibe (3), wobei die Scheiben (2, 3, 4) aus Glas bzw. aus Gläsern bestehen, gekennzeichnet durch die Verwendung der Halteeinrichtung gemäß wenigstens einem der An­ sprüche 1-6.

9. Verbundelement, umfassend eine erste Scheibe (2) mit einer Bohrung (14a), eine darüber angeordnete zweite Scheibe (3) mit einer konzentri­ schen größeren Bohrung (15a) und eine über den Bohrungen geschlos­ sene dritte Scheibe (4) über der zweiten Scheibe (3), wobei die Scheiben ganz oder teilweise aus Stein bestehen, gekennzeichnet durch die Verwendung der Halteeinrichtung gemäß wenigstens einem der An­ sprüche 1-6.

10. Verbundelement, umfassend eine erste Scheibe (2) mit einer Bohrung (14a), eine darüber angeordnete zweite Scheibe (3) mit einer konzen­ trischen größeren Bohrung (15a) und eine über den Bohrungen ge­ schlossene dritte Scheibe (4) über der zweiten Scheibe (3), wobei die Scheiben ganz oder teilweise aus Kunststoff bestehen, gekennzeichnet durch die Verwendung der Halteeinrichtung gemäß wenigstens einem der An­ sprüche 1-6.

11. Verbundelement, umfassend eine erste Scheibe (2) mit einer Bohrung (14a), eine darüber angeordnete zweite Scheibe (3) mit einer konzen­ trischen größeren Bohrung (15a) und eine über den Bohrungen geschlossene dritte Scheibe (4) über der zweiten Scheibe (3), wobei die Scheiben ganz oder teilweise aus Holz bestehen, gekennzeichnet durch die Verwendung der Halteeinrichtung gemäß wenigstens einem der An­ sprüche 1-6.