DE29719720U1

DE29719720U1 - Halteeinrichtung eines flächigen Verbundelements, insbesondere einer Treppenstufe

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Publication number: DE29719720U1
Application number: DE29719720U
Authority: DE
Original assignee: ARNOLD GmbH
Current assignee: ARNOLD GmbH
Priority date: 1997-11-06
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 1997-12-18
Anticipated expiration: 2007-11-07

Description

t · · PATENTANWÄLTE · EUROPEAN PATENT ATTORNEYS j · ·**;

Dannenberg · Schubert · Gudel'

ASSOZIIERT MIT KÜHNEN ■ WACKER & PARTNER GROSSE ESCHENHEIMER STRASSE 39, D-60313 FRANKFURT

KWP

Patentanwälte
GERDA DANNENBERG PA, EP, Dipl.-Ing.

SlEGMAR SCHUBERT PA, EP, Dipl.-Ing.

DIETHER GUDELf PA, EP, Dr. phil.

Telefon: 069-287274 Telefon: 069-287464 Fax: 069-287242

FRANKFURT

5. November 1997
SS/Sm

Arnold GmbH
Industriestr. 6-8 61381 Friedrichsdorf/Ts DE

RAINER A. KÜHNEN PA, EP, Dipl.-Ing.

PAUL A. WACKER PA, EP, Dipi.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing.

DR. PETER WEINHOLD PA, EP, Dr. rer. rat. Dlpl.-Chem.

DR. PETER FÜRNISS PA, EP, Dr. rer. nat. Dipl.-Chem.

FERDINAND A. BRANDL PA, EP, Dipl.-Phys.

HELMUT HÜBNER PA, EP, Dipl.-Ing.

KONRAD T.WINTER PA, EP, Dipl.-Ing.

DR. WALTER ROSS PA₁ EP, Dr.-!ng. Dipl.-Ing.

DR. JÜRGEN KAISER PA, EP, Dr. rer. nat. Dipl.-Chem.

DR. WILLI POLTE PA, EP, Dr.-Ing. nat. Oipl.-Ing.

BERND HENNINGER PA, Dipl.-Ing.

DR. JÖRG DORNER PA, EP, Dr.-Ing. Dipl.-Ing.

PETER KINDERMANN PA, EP, Dipl.-Ing.

DR. DYDRA KUHLEN PA, EP, Dr.-Jur.

DR. WOLFGANG RITTHALER PA. EP, Dr. rer. nat. Dipl.-Chem.

FREISING

Halteeinrichtung eines flächigen

Verbundelements, insbesondere einer Treppenstufe Bankverbindungen:

Dresdner Bank Frankfurt 04704150 00 {BLZ 50080000)

Postbank Frankfurt 112951-601 {BLZ 500100 60)

VAT-Nr.: DE 812127333

Halteeinricht-ung eines flächigen Verbundelements, insbesondere einer Treppenstufe

Die Erfindung betrifft eine Halteeinrichtung eines flächigen Verbundelements, insbesondere einer Treppenstufe, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Mit solchen Halteeinrichtungen sollen flächige Verbundelemente möglichst spannungsfrei, aber sicher an einer tragenden Konstruktion angebracht werden. Insbesondere kann das Verbundelemente eine Treppenstufe, be- IQ stehend 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 IQ 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 auszugestalten, 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 Schraubenkopf 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 Vollendung 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 weite-

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res spannungsfrei tragen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halteeinrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche die widersprüchlichen Forderungen erfüllt, daß einerseits kein Abschnitt bzw. Bestandteil der Halteeinrichtung auf einer (Ober-)seite eines vorgefertigten Verbundelements hervorzustehen braucht, das aber andererseits geeignet ist, auch Zugbelastungen sicher aufzunehmen, welche von dem Verbundelement auf die Halteeinrichtung ausgeübt werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Halteeinrichtung mit den in dem Anspruch l angegebenen Merkmalen gelöst.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Auflagebuchse ist mit ihrem unteren Flanschabschnitt geeignet, das aufliegende Verbundelement abzustützen, d.h. das Verbundelement 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 weitergeleitet werden. Gleichwohl braucht kein Element dieser Halteeinrichtung über die obere, zweite Scheibe hervorzustehen, wenn die Auflagebuchse bezüglich der Scheibendicke dimensioniert ist wie in Anspruch 3 explizit angegeben.

Wesentlich ist, daß die Halteeinrichtung mit sämtlichen Elementen nur von einer Seite in die Bohrungen der Scheiben des Verbundelements bei der Montage einzuführen ist, 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

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&diams; &diams;

der ersten Scheibe größere Bohrung der zweiten Scheibe eingeschoben ist, selbständig aus, so daß der oben auf der ersten S eheibe anliegt.

Damit ist die Halteeinrichtung vorzugsweise zur Verwendung mit einem vorgefertigten Verbundelement gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 7 vorgesehen, welches eine erste Scheibe mit einer Bohrung, eine darüber angeordnete zweite Scheibe mit einer konzentrischen größeren Bohrung, welche einer Hinter-

IQ schneidung bezüglich der ersten Scheibe bildet, und einer über den Bohrungen geschlossenen dritten Scheibe über der zweiten Scheibe umfaßt. 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 Verbundelement über den Federring und die Auflage-

2Q buchse wird durch eine Zentrierung der Auflagebuchse in der Bohrung der ersten Scheibe erreicht, indem gemäß Anspruch 2 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 aufzunehmen. 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 das flächige Verbundelement mittels der Halteeinrichtung definiert spannungsfrei gelagert, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn die Scheiben des Verbundelements aus gleichen oder unterschiedlichen Glassorten bestehen.

Auf die Verwendung eines solchen Verbundelements, dessen Scheiben aus Glas bzw. Gläsern bestehen, ist Anspruch 8 gerichtet. Bei diesem Material kommt die glattflächige Formgebung, die mit dieser Haiteeeinrichtung ermöglicht wird, be-

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sonders gut zum Ausdruck.

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

Um die Kraft und Momentenbeanspruchung des Verbundelements,

der Auflagebuchse und des externen Lagerelements zu minimieren, ist das Flanschelement nach Anspruch 4 mit einem einseitig, nämlich unten offenem Hohlraum ausgebildet, und in den IQ Hohlraum ist eine Kugelpfanne eingelassen, in der ein Lagerbolzen als externes Lagerelement schwenkbar gelagert ist. Somit kann sich insbesondere bei Belastung des Verbundelements die Auflagebuchse über dem Kugelkopf kippen, ohne daß Kräfte und Momente durch Einspannung entstehen.

Für eine einfache Montage des Lagerbolzens mit Kugelkopf an der Auflagebuchse sind diese Elemente zweckmäßig gemäß Anspruch 5 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 Anspruch 6 dadurch vollendet, daß das zweite Kugelpfannenelement in dem Flanschelement lösbar befestigt ist und daß der Kugelkopf auf dem Lagerbolzen aufgeschraubt ist.

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

Fig. l eine Draufsicht auf eine Treppenstufe als Verbundelement mit drei Halteeexnrichtungen, Fig. 2 in größerer Darstellung einen Schnitt in einer zu

]_ A-A in Fig. 1 im wesentlichen paralelle Ebene, die

durch eine Halteeinrichtung 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 Haftschichten 5 und 6 miteinander verbunden sind. Diese Scheiben 2-4 und die Haftschichten 5-6 stellen das Verbundelement dar.

Zur festen Halterung der Treppenstufe 1 an drei Kragarmen 7,8,9, die an Trägern 10 bzw. 11 einer Wendeltreppe angeschweißt sind, dienen drei Halteeinrichtungen, 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 Scheibe 3. Die zweite Bohrung 15a bildet somit gegenüber der ersten Scheibe eine Hinterschneidung. Oben ist der Verbund durch die durchgehende dritte Scheibe 4 abgeschlossen.

5 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, den sich unten ein kreisringsförmiger Flanschabschnitt 17 anschließt. Das Innere der Auflagebuchse 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 erstreckt, 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 Au-

]_5 ßennut trägt das Bezugszeichen 2 0 und der hierin sitzende Federring das Bezugszeichen 21.

An einer gegenüber der Außennut 2 0 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 zentriert. 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 übermäßige 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 2 6 in den verbleibenden Hohlraum, der noch nicht von dem ersten Kugelpfannenelement 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 um einen beträchtlichen Winkel aus der vertikalen Mittelstellung, die in der Zeichnung dargestellt ist, geschwenkt werden kann. Der an dem Tragarm 7 befestigte Lagerbolzen braucht deswegen im wesentlichen nur Druck- oder Zug- IQ kräfte 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 Federring 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 und zunächst im Bereich der Bohrung 14a zusammendrückt und auf größeren Durchmesser auseinanderspeizt, wenn er die zweite Bohrung 15a vollständig erreicht hat. Dadurch wird die Auflagebuchse 15 so

3Q 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

it

zwischen dem Verbund der Scheiben 2,3,4 und der Auflagebuchse durch deren Zentrierung in den Bohrungen 14a, 15a gewährleistet. - Anschließend kann die Verbindung 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

Schutzansprüche:

l. Halteeinrichtung eines flächigen Verbundelements, insbesondere einer Treppenstufe, welches mindestens eine erste Scheibe und eine zweite Scheibe umfaßt, wobei insbesondere beide Scheiben aus gleichem oder unterschiedlichem Glas bestehen und wobei die erste und die zweite Scheibe konzentrische Bohrungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet,

IQ daß eine Auflagebuchse (15) mit einem Buchsenabschnitt (16), der geeignet ist, durch die Bohrung (14a) der ersten 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, vorgesehen ist, daß der Buchsenabschnitt (16) in eine einen Federring (21) aufnehmende umlaufende Außennut (20) in einem solchen Abstand zu dem Flanschabschnitt (16) aufweist, daß die erste Scheibe (2) zwischen dem Federring (21) und dem Flanschabschnitt (17) einklemmbar ist, und daß mit dem Flanschabschnitt (17) ein externes Lagerelement verbunden ist.
2. Halteeinrichtung nach Anspruch 1,

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 den Flanschabschnitt (17) zentrierenden O-Ring

(23) aufzunehmen.
3. Halteeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flanschabschnitt (17) weniger hoch als die kumulative Dicke der ersten Scheibe (1) und der zweiten Scheibe (2) ist.
4. Halteeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flanschabschnitt (17) mit einem einseitig offenen Hohlraum (18) ausgebildet ist und daß in den Hohlraum eine Kugelpfanne (24,25) eingelassen ist, in der ein Lagerbolzen (27) mit einem Kugelkopf (26) schwenkbar gelagert ist.
5. Halteeinrichtung nach Anspruch 4,

j_q dadurch gekennz ei c h &eegr; e t, daß die Kugelpfanne (24,25) aus einem ersten Kugelpfannenelement (24) als Gegenpfanne des Kugelkopfs (26) und einem zweiten Kugelpfannenelement (25) mit einer Bohrung (28) besteht, durch die der Lagerbolzen (27) schwenkbar

!5 hindurchreicht, wobei der Kugelkopf 26 zwischen dem ersten Kugelpfannenelement (24) und dem zweiten Kugelpfannenelement (25) eingeschlossen ist.
6. Halteeinrichtung nach Anspruch 5,

2Q 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.
7. Halteeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Verwendung bei einem Verbundelement, umfassend eine erste Scheibe (2) mit einer Bohrung (14a), eine darüber angeordnete zweite Scheibe (3) mit einer konzentrischen größeren Bohrung (15a) und einer über den Bohrungen geschlossenen dritten Scheibe (4) über zweiten Scheibe (3).
8. Halteeinrichtung nach Anspruch 7,

gekennzeichnet durch eine Verwendung bei einem Verbundelement, dessen Scheiben 2,3,4 aus Glas bzw. Gläsern bestehen.

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9. Halteeinrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Verwendung bei einem Verbundelement, bei dem die Scheiben ganz oder teilweise aus Stein bestehen.
10. Halteeinrichtung nach Anspruch 7,

gekennzeichnet durch eine Verwendung bei einem Verbundelement, dessen Scheiben ganz oder teilweise aus Kunststoff bestehen.
11. Halteeinrichtung nach Anspruch

gekennzeichnet durch eine Verwendung bei einem Verbundelement, dessen Scheiben ganz oder teilweise aus Holz bestehen.