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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Treppenstufe.
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Treppenstufen sind Teil einer Treppe oder Stiege zur Überwindung von Höhenunterschieden im Bereich von Bauwerken. Die Treppenstufe stellt eine Trittstufe bereit, um jeweils einen ersten, nächsten oder letzten Teil des zu überwindenden Höhenunterschieds durch Betreten zu erreichen.
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Solche gattungsgemäßen Treppenstufen sind aus Holz, Beton, Naturstein oder Kunststein bekannt. Eine Holztrittstufe „arbeitet” bei Temperaturänderungen, verändert mit der Zeit durch Lichteinflüsse die Farbe und erzeugt zudem Trittschall. Betonstufen sind zu bewehren, da der Beton nur Druck- jedoch kaum einer Zugbelastung standhält. Bei einer baustatischen Auslegung für einen Flächendruck von möglichen ca. 3 kN pro Quadratmeter bis zu etwa 10 kN/m2 sind solche Holz-, Beton- und Steintreppenstufen zudem mehrere Zentimeter dick auszuführen. Bei entsprechender materialbedingter Dichte erreichen solche Treppenstufen mit mehr als etwa 5 cm Treppenstufenstärke ein erhebliches Eigengewicht.
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Dieses Eigengewicht steigt noch, wird die Treppenstufe mit Keramikfliesen belegt. Solche die Treppenstufe weiter „verdickenden” Fliesen können sich zudem mit der Zeit lösen und in sogenannten Fugen zwischen den Fliesen kann sich Schmutz festsetzen oder Fugenmaterial geht beispielsweise durch Klima- oder Alterungsprozesse verloren. An Stellen mit fehlendem oder rissigem Fugenmaterial ist die Treppenstufe nicht mehr wasserdicht.
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Durch das erhebliche Eigengewicht solcher Beton-, Kunststeintreppenstufen oder gefliesten Treppenstufen ist insbesondere ein entsprechend ausgebildetes Tragwerk für die Treppenstufe erforderlich. Insbesondere eine Wange oder ein Träger, beispielsweise einer Kragarmtreppe, die die Treppenstufe abstützt beziehungsweise an der die Trittstufe angebracht ist, sind bauoptisch wenig ansprechend und teuer.
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Naturbaustoffe wie Hölzer und Steinmaterial können durch jahrelangen Gebrauch oder beispielsweise Vandalismus stark im Bereich der Trittstufe beansprucht sein. Wird ein Austausch zum Beispiel baupolizeilich notwendig, ist meist eine „optische” Anpassung an die Farbe, Maserung oder Zeichnung der übrigen Trittstufen gar nicht oder nur mit erheblichem finanziellen Aufwand möglich.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Treppenstufe der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Treppenstufe stellt eine fugenlose Keramiktrittstufe bereit. Die gebranntes, tonhaltiges Material umfassende Keramiktrittstufe ist eben und deckt vollflächig eine zu betretende Trittfläche ab. Die vollständig aus gebranntem, tonhaltigen Material gefertigte Keramiktrittstufe kann beispielsweise – wie Steinzeug – eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme von weniger als 3 Gew.-% aufweisen. Eine aufwendige Abdichtung von Fugen mit zusätzlichem Dichtstoff wie Silikon entfällt.
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Solche Keramiktrittstufen zeichnen sich durch hohe Flächentragfähigkeitswerte im Bereich von 3 kN/m2 bis 10 kN/m2 bei einer Stufendicke von etwa 1 cm bis etwa 7 cm auf. Diese Tonwaren sind aufgrund der Fertigung als einteilige Stufe leiser in Bezug auf den Trittschall. In Gebrauchsstellung kann die Keramiktrittstufe an einem Träger angebracht – beispielsweise aufgeklebt – werden und somit der Trittschall weiter abgeschwächt werden. Zwischen Träger und Keramiktrittstufe kann eine vibrationsschwächende Schicht angeordnet werden, die beispielsweise auf der Rückseite der Keramiktrittstufe angebracht ist.
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Aufgrund geringer Torsion der einstückig hergestellten, irdenen Keramiktrittstufe kann auf eine zusätzliche Armierung verzichtet werden. Dies reduziert sowohl das Eigengewicht wie auch die Material- und Fertigungskosten der massenhaft in Serie produzierbaren Treppenstufen gemäß dieser Erfindung.
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Die erfindungsgemäße Treppenstufe kann derart weitergebildet werden, dass die Keramiktrittstufe einstückig oder fest verbunden ist mit mindestens einem Seitenteil, welches fallweise ganz oder teilweise formschlüssig an dem Träger anlegbar ist. Einstückig bedeutet in Bezug auf diese Beschreibung, dass die beschriebenen Bestandteile der Treppenstufe aus einer einzigen Scherbe geformt sind. Bei einstückiger Ausführung liegt keine Sollbruchstelle vor. Es tritt insbesondere kein Bruch durch langzeitige Umwelteinflüsse oder im Brandfall ein. Bei einer festen Verbindung sind diese Bestandteile mittels bekannter Fügetechniken, wie Kleben mit Mineralkleber, unlösbar miteinander verbunden.
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Mit dem angeformten Seitenteil kann eine noch höhere Steifigkeit der Keramiktrittstufe erzielt werden. Der Trittschall verlagert sich durch die veränderte Eigenfrequenz der Treppenstufe mit angeformten Seitenteilen weiter.
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Solche Seitenteile decken in Gebrauchsstellung der erfindungsgemäßen Treppenstufe den Träger teilweise ab. Der Träger ist somit weniger zu sehen und teils besser vor Umwelteinflüssen geschützt. Solche aus gebrannten tonhaltigen Material fertigten Seitenteile sind mit noch geringerer Wandstärke von etwa 1 cm bis 5 cm herstellbar und erhöhen das Gewicht einer rechteckigen oder trapezförmig geformten Keramiktrittstufe kaum.
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Liegt das Seitenteil in Gebrauchsstellung teils am Träger an, kann ein Verrutschen der Treppenstufe und Trittschall verhindert werden.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Treppenstufe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Treppenstufe eine zu einer Seite hin offene Ausnehmung aufweist, die den Träger mindestens teilweise aufnimmt und von der Keramiktrittstufe und einer Unterplatte begrenzt ist. Der die Treppenstufe tragende Träger ist in die Stufe einzuführen und beispielsweise als Kragarmträger praktisch unsichtbar. Insbesondere kann bei Versagen der Verklebung mit dem Träger die Treppenstufe sicher auf dem Träger ruhen, der innerhalb der Treppenstufe in der Ausnehmung gehalten wird. Eine Keramikunterplatte bildet mit zwei Keramikseitenteilen und der Keramiktrittstufe ein O-Profil im Querschnitt. Hierbei kann die Trittstufe auch nicht ”wegkippen” falls der Kleber versagt.
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Eine geschlossene Treppe lässt sich nach einer weiter vorteilhaften Weiterbildung der Treppenstufe gemäß der Erfindung erstellen, wenn ein Antritt einstückig oder fest verbunden ist mit der Keramiktrittstufe. Der Antritt ist hierbei insbesondere unverlierbar an die Treppenstufe angeformt. Ein solcher Keramikantritt ist auch nach jahrelangem Gebrauch an einer vielbenutzten Treppe noch „ansehnlich” und leicht sauber zu halten, da die harte Oberfläche kaum Abnutzungsspuren aufweisen wird.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Treppenstufe ist es vorgesehen, dass die Keramiktrittstufe, das Seitenteil, die Unterplatte und/oder der Antritt mindestens eine Vertiefung, eine Erhebung oder eine Bohrung aufweist. Da ein hart gebrannter Werkstoff eingesetzt wird, können recht feine Strukturen an der Treppenstufe gemäß der vorliegenden Erfindung verwirklicht werden. So sind beispielsweise Vertiefungen in Form von Rillen im Bereich der Keramiktrittstufe einzubringen, die Schmutz und Wasser, insbesondere bei Einsatz im Außenbereich einer Treppe oder im Treppenhaus, aufnehmen können. Die enorme Widerstandsfähigkeit solcher Werkstoffe macht auch Erhöhungen mit scharfen Konturen möglich, die beispielsweise rutschhemmend ausgelegt sein können. Mittels Bohrungen können Teile des Geländers einer Treppe hindurchgreifen, Befestigungsmittel geführt werden, die am Träger abgestützt sind. Diese Bohrungen können auch als Sackloch ausgeführt sein und zudem die Aufgaben einer Wasserableitung von der Trittfläche übernehmen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Treppenstufe ist so gestaltet, dass eine Stirnwand an einem Ende der Keramiktrittstufe angeformt ist. Solch eine Keramiktreppenstufe ist an deren freiem Ende oder am Ende der Ausnehmung geschlossen durch eine Keramikstirnwand. Solch eine Stirnwand kann mit einer Wandstärke von etwa 1 cm bis etwa 3 cm ausgeführt sein. Die Stirnwand dient der Abdeckung des Trägers ebenso wie seinem Schutz. Optisch kann die Treppenstufe an diesem sichtbaren Ende so frei gestaltet werden, wie es der harte Werkstoff zulässt. Insbesondere abgerundete, ovale Stirnwände oder mit angedeuteten Wangen versehene Stirnwände sind möglich.
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Besonders individuell geformte, erfindungsgemäße Treppenstufen sind möglich, ist die Keramiktrittstufe mit einer in etwa rechtwinkligen oder abgerundeten Stufenkante versehen und/oder schließt mit einer regelmäßig oder unregelmäßig geformten Motivkante ab. Vor dem abschließenden Brennvorgang kann ein Grünkörper mit verschiedenen Radien an seinen Kanten versehen werden. Der Grünkörper erfährt im Brennprozess eine vorberechenbare Schrumpfung, wobei solche vorbestimmten Radien erhältlich sind. Die erfindungsgemäße Keramiktreppenstufe weist somit auch gewünschte, geschwungene Trittkanten auf. Die Motivkante kann gegenüber der Trittkante angelegt sein und zum Beispiel eine Skyline einer Stadt oder Wellen mit Strand und Sanddekor abbilden.
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Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Treppenstufe, die Keramiktrittstufe und/oder mindestens eine Wandung teil- oder vollflächig mittels einer Angobe oder einer Glasur wasserdicht versiegelt. Die Wandung bildet eine Außenhülle der Treppenstufe, der Trittstufe, des Seitenteils, der Unterplatte, des Antritts oder der Stirnwand. Die Angobe ist aus Ton hergestellt und ähnlich der Glasur im selben oder einem separaten Brennverfahren herzustellen.
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Die Treppenstufe gemäß dieser Erfindung ist vorteilhaft so gestaltet, dass die Keramiktrittstufe, das Seitenteil, die Unterplatte, der Antritt und/oder die Stirnwand mit Farbpigment versehen ist, das witterungs- und lichtbeständig in Form einer sichtbaren Anordnung eingebracht ist, die insbesondere ein Bild, ein Logo, einen Buchstaben, einen Schriftzug oder ein Muster bereitstellt. Die Farbpigmente können den Brennprozess überstehen oder in diesem Prozess erst aus Vorstufen des Farbpigments entstehen. Die Anordnung dieser Pigmentierung bildet beispielsweise eine Nachbildung einer Holzmaserung, einer Betonplatte oder eines Steinmaterials. Das so aufgebrachte Bild kann auch ein Fugenmuster umfassen. Die Pigmentierung kann auch säure- und laugenfest ausgelegt sein, beispielsweise durch Einbringen der Pigmente innerhalb der Angobe oder durch Abdeckung der Pigmente mit der Glasur.
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Eine erfindungsgemäße Treppenstufe kann so weitergebildet werden, dass eine Information in Bezug auf chemische Zusammensetzung, zu einem Brennprozess und/oder einer Pigmentierung für einen vorbestimmten Zeitraum gespeichert wird und mittels eines an der Treppenstufe angeordneten Codes die Treppenstufe diesen gespeicherten Daten zuzuordnen ist. Geht solch eine Treppenstufe kaputt, hat einen Materialfehler und/oder es ändert sich ein Maß der Treppenstufe wegen Umbaumaßnahmen, so kann diese Stufe leichter ersetzt werden. Anhand der gespeicherten Daten kann solch eine Treppenstufe später kopiert und erneut produziert werden. Dabei können auch Fortschritte im Fertigungsprozess und/oder der Zusammensetzung einfließen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele sowie aus den Zeichnungen, auf die nachfolgend Bezug genommen wird. Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Treppenstufe mit Träger;
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2 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels in Gebrauchsstellung;
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3 ein drittes Ausführungsbeispiel;
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3a eine Querschnittansicht des dritten Ausführungsbeispiels;
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Sofern im Folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets für alle Figuren und es beziehen sich gleiche Bezugszeichen stets auf dieselben konstruktiven Merkmale.
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In 1 ist eine Treppenstufe 10 mit einer fugenlosen Keramiktrittstufe 12 gezeigt, die unbewehrt ist, welche gebranntes, tonhaltiges Material umfasst.
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Das Material umfasst etwa 60% Ton mit ca. 70% Siliciumdioxid SiO2, ca. 16,9% Aluminiumoxid Al2O3, ca. 7,33% Calziumoxid CaO, ca. 2,0% Kaliumoxid K2O, ca. 1,45% Titanoxid TiO2, ca. 0,9% Eisenoxidgemisch FeO/Fe2O3, ca. 0,28% Magnesiumoxid MgO und ca. 0,02% Natriumoxid Na2O bezogen auf die Gesamtmasse Ton. Dieses hierbei eingesetzte Material für die Treppenstufe umfasst etwa 40% Schamotte mit ca. 77% Siliciumdioxid SiO2, ca. 18,5% Aluminiumoxid Al2O3, ca. 1,7% Kaliumoxid K2O, ca. 1,6% Titanoxid TiO2, ca. 0,9% Eisenoxidgemisch FeO/Fe2O3, ca. 0,1% Calziumoxid CaO und ca. 0,02% Natriumoxid Na2O bezogen auf die Gesamtmasse Schamotte. Das Material wurde mit Wasser und Verdünnungsmedien – hier Gresfix oder Dolaflux – angerührt, wobei der Wassergehalt der Mischung bei etwa 38% liegt. Diese Mischung wurde in Gießformen eingebracht, grob an der Luft und in einer Klimakammer bis zu einer Restfeuchte von ca. 12% getrocknet. Der so erhaltene Grünkörper wurde in Form gebracht, eventuell pigmentiert und/oder mit einer Angobe oder Glasurschicht versehen und in einem thermischen Sinterprozess gebrannt. Das so erhaltene Steingut wurde dabei durch die Beschichtung wasserdicht veredelt.
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Diese Treppenstufe 10 ist an einem Träger 100 schwingungsgedämpft angebracht und weist dabei eine Stufendicke von nur 5 cm auf. Der Träger 100 ist Teil einer Kragarmtreppe, die wegen des geringen Eigengewichts der Treppenstufe 10 recht schmal auszulegen ist.
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Der Grünkörper ist vor dem Brennvorgang – wie in 1 gezeigt – mit in etwa trapezförmiger Trittstufe 12 und einer gekrümmten Stufenkante 28 ausgebildet. Die dieser rechtwinklig ausgebildeten Stufenkante 28 gegenüberliegende Kante ist als wellige, abgerundete Motivkante 30 gestaltet. Solch eine Motivkante 30 ist per Form vorgebbar oder per maschineller Bearbeitung des Grünkörpers oder der gebrannten Scherbe auch in unregelmäßiger Weise zu formen.
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Die Keramiktrittstufe 12 der gezeigten Treppenstufe 10 ist mit Farbpigment versehen, das witterungs- und lichtbeständig in Form einer sichtbaren Anordnung 34 eingebracht ist, die hier ein Wellen-Muster bereitstellt. Diese Treppenstufe 10 ist teilflächig auf der als Trittfläche ausgelegten Wandung 32 der Keramiktrittstufe 12 mittels einer pigmentierten Angobe wasserdicht versiegelt.
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Wie insbesondere auch in 2 zu sehen ist, sind auch die in Gebrauchsstellung sichtbare Wandung 32 eines Seitenteils 14, einer Unterplatte 18, eines Antritts 20 und/oder einer Stirnwand 26, siehe 3, mittels der Pigmentierung 34 mit einem Bild, einem Logo, einem Buchstaben oder einem Schriftzug zu versehen.
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Die Treppenstufe 10 in 2 ist als Kragarmtreppenstufe ausgebildet und ist einstückig mit je einem Keramikseitenteil 14 an jeder Langseite der Keramiktrittstufe 12 auf der der Trittfläche abgewandten Seite fest verbunden. Zwischen den Seitenteilen 14 ist der Träger 100 einer geschlossenen Treppe teilweise formschlüssig anlegbar. Auf diesem Träger 100 ruht die Treppenstufe 10. Der Träger 100 ist innerhalb der Treppenstufe 10 in eine zu einer Seite hin offenen Ausnehmung 16 eingebracht. Versagt die Verbindung zwischen Träger 100 und Treppenstufe 10, so verhindert eine Begrenzung der Ausnehmung 16 durch die Keramiktrittstufe 12 und der Keramikunterplatte 18 ein gefährliches Wegrutschen oder Wegkippen der Trittfläche. Die Keramikunterplatte 18, die beiden Keramikseitenteile 14 bilden zusammen mit der Keramiktrittstufe 12 ein geschlossenes, einteiliges O-Profil.
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Für die Erstellung der geschlossenen Treppe ist die Treppenstufe 10 mit einem Antritt 20 aus dem gebrannten tonhaltigen Material der Keramiktrittstufe 12 fest verbunden. Der Antritt 20 schließt sich an die Trittfläche der Keramiktrittstufe 12 an und deckt so den Spalt zwischen zwei aufeinander folgenden Treppenstufen 10 der Stiege ab.
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Der Antritt 20 dieser Treppenstufe 10 weist eine Erhebung 24 auf, die als Schriftzug ausgeformt ist. Das besonders haltbare, gebrannte, tonhaltige Material macht solch gut lesbare, konturierte Formen auf der Oberfläche der Treppenstufe 10 möglich. Analog ist – aufgrund der hohen Festigkeit des verwendeten Werkstoffs – die Stufenkante 28 mit vorbestimmten Radien abgerundet zu erstellen.
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Auf diese Treppenstufe 10 ist ein Code 36 aufgedruckt, der Information in Bezug auf chemische Zusammensetzung, zu einem Brennprozess und/oder einer Pigmentierung zuzuordnen ist, die für einen vorbestimmten Zeitraum gespeichert wird, um solch eine Treppenstufe 10 im Bedarfsfall nachzustellen. Der Code kann aus alphanumerischen Zeichen, einem ein- oder mehrdimensionalen Strichcode bestehen, die auch jeweils maschinenlesbar ausgeführt sind.
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Bei der in 3 gezeigten Treppenstufe 10 ist eine Stirnwand 26 an einem Ende der Keramiktrittstufe 12 angeformt. Diese einteilige Gestaltung aus Stirnwand 26 und Keramiktrittstufe 12 sorgt für erhebliche Steifigkeit und senkt die Eigenfrequenz der Treppenstufe 10 und schwächt den Trittschall. Diese Keramikstirnwand 26 verdeckt die Tragstruktur der Treppe und dient als Sichtfläche, die mit einer sichtbaren Anordnung 34 von Pigmenten belegt ist. Diese Anordnung ist als eine an Naturholz erinnernde Maserung gestaltet, die vollflächig mittels einer Glasur wasserdicht versiegelt ist. Die Glasur wurde auf der sichtbaren Wandung 32 im Brennprozess des tonhaltigen Materials der Treppenstufe 10 gesintert.
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Die Treppenstufe 10 ist für den Außenbereich konzipiert, wobei die Keramiktrittstufe 12 mehrere Vertiefungen 22 in Form wasseraufnehmender Rillen aufweist und eine Rille mit einer optisch ansprechenden Motivkante 30 ausgespart ist. Solche Vertiefungen 22 sind auch als Stilelement oder zum Zweck der weiteren Gewichtsersparnis auf dem Seitenteil 14, der Unterplatte 18 und/oder dem Antritt 20 vorzusehen.
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In der Schnittansicht der 3a ist zu sehen, dass die Vertiefung 22 mit einer Bohrung 25 durch die Keramiktrittstufe 12 verbunden ist. Hier kann das aufgefangene Wasser von der Keramiktrittstufe 12 abgeleitet werden.
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Die vorliegende Erfindung offenbart eine neuartige Keramiktreppenstufe, die hohe Tragfähigkeit und geringen Abrieb bereitstellt. Diese relativ leichte Treppenstufe ist aus sehr robustem Werkstoff kostengünstig und massenhaft herzustellen und bietet die Möglichkeit zur Erstellung von bauoptisch ansprechenden Treppen. Die Treppenstufen nach dieser Erfindung sind mit Sicherheitsmerkmalen aus hartem Material dauerhaft auszurüsten und können kostengünstig und kurzfristig durch eine sehr ähnliche Kopie ersetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Treppenstufe
- 12
- Keramiktrittstufe
- 14
- Seitenteil
- 16
- Ausnehmung
- 18
- Unterplatte
- 20
- Antritt
- 22
- Vertiefung
- 24
- Erhebung
- 25
- Bohrung
- 26
- Stirnwand
- 28
- Stufenkante
- 30
- Motivkante
- 32
- Wandung
- 34
- Anordnung
- 36
- Code
- 100
- Träger
