FI127264B - Portaikkoelementti ja menetelmä portaikon rakentamiseksi - Google Patents

Description

Keksinnön kohteena on portaikkoelementti ja menetelmä portaikon rakentamiseksi.

Keksinnön taustaa

Nykyisin elementeistä koottavat portaikot kootaan yleensä yhden kerroksen korkuisista pinnoittamattomista betonielementeistä. Portaikon porraselementtien paikalleen asentamisen jälkeen portaikon askelmiin asennetaan jokin sopiva pintamateriaali, kuten esim. mosaiikki- tai -kivipinta. Myös por15 taikon muut pinnat pinnoitetaan esim. tasoitteella ja/tai maalilla portaikkoelementtien asentamisen jälkeen.

Mikäli portaikko asennetaan olemassa olevaan hissi- tai porraskuiluun on portaiden kohdalle yleensä muodostettava perustus, jotta usein jopa 15 ton20 nia painavan portaikon asentaminen olisi mahdollista. Lisäksi painavien elementtien asentaminen yksitellen paikalleen ja kiinnittäminen toisiinsa on työlästä ja aikaa vievää. Myös portaikon eri pintojen pinnoittaminen usein ahtaassa porrashuoneessa on usein hankalaa ja hidasta.

Keksinnön lyhyt yhteenveto

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada uudenlainen portaikkoelementti ja menetelmä portaikon rakentamiseksi, joiden avulla vältetään edellä mainitut ongelmat ja joiden avulla portaikon rakentaminen olemassa olevaan por30 rashuoneeseen helpottuu ja nopeutuu.

Keksinnön tarkoitus saavutetaan, koska keksinnön mukainen portaikkoelementti on ennen sen asentamista valmiiksi pinnoitettu metallista valmistettu kotelorakenne, jonka kotelorakenteen onteloihin valetaan betonia lujuuden ja palonkestävyyden lisäämiseksi, mutta joka asennetaan porrashuoneeseen ennen betonin valua, jolloin sen paino on niin pieni, ettei erillistä perustusta

20155041 prh 23 -12- 2015 tarvitse rakentaa ja portaikkoelementti on myös aikaisempaa kevyempi ja helpompi käsitellä sen asennusvaiheessa. Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle portaikkoelementille on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 1 sekä menetelmälle portaikon rakentamiseksi se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 9. Epäitsenäiset patenttivaatimukset 2-8 esittävät eräitä keksinnön mukaisen portaikkoelementin edullisia suoritusmuotoja. Epäitsenäiset patenttivaatimukset 10-15 taas esittävät eräitä keksinnön mukaisen menetelmän edullisia suoritusmuotoja.

Keksinnön mukaisen portaikkoelementin ja menetelmän etuna on se, että niiden ansiosta palonkestävän portaikon asennus helpottuu ja nopeutuu, koska portaikkoelementit ovat asennusvaiheessa nykyisin tunnettuja betonisia portaikkoelementtejä kevyempiä, jolloin porrashuoneeseen ei tarvitse rakentaa erillistä perustusta sekä portaikkoelementtien asentaminen on hel15 pompaa mm. koska portaikkoelementit voidaan kiinnittää asennusvaiheessa myös porrashuoneen seiniin. Lisäksi portaikon tekeminen helpottuu, koska erillinen askelmien asennus ja portaikon pinnoitus on tehtävissä ennen portaikon asennusta, portaikkoelementtien valmistuksen yhteydessä.

Piirustusten kuvaus

Seuraavassa keksintöä selostetaan tarkemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää erästä keksinnön mukaisista portaikkoelementeistä rakennet25 tua portaikkoa rakennuksesta irrotettuna portaiden puolelta viistosti ylhäältäpäin katsottuna, kuva 2 esittää kuvan 1 mukaista portaikkoa rakennuksesta irrotettuna porrastasanteiden suunnasta viistosti ylhäältäpäin katsottuna, kuva 3 esittää edellisten kuvien mukaista portaikkoa rakennuksesta irrotet30 tuna viistosti alhaaltapäin porrastasanteiden suunnasta katsottuna, ja kuva 4 esittää periaatepiirrosta edellisten kuvien mukaisessa portaikossa käytettyjen portaikkoelementtien kiinnittämiseen soveltuvasta kiinnitysratkaisusta.

20155041 prh 23 -12- 2015

Eräiden keksinnön edullisten suoritusmuotojen yksityiskohtainen kuvaus

Kuvissa 1 - 3 on esitetty eräistä keksinnön mukaisista portaikkoelementeistä 1 valmistettu portaikko. Kuvissa 1-3 portaikko on esitetty irrotettuna por5 rashuoneesta, johon kuuluvat kerrostasanteet olisivat esim. kuvassa 2 katsojan puolella. Kuvien 1-3 mukaiseen portaikko käsittää tässä tapauksessa 4 päällekkäin asennettua yhden kerrosvälin käsittävää portaikkoelementtiä 1. Jokainen portaikkoelementti käsittää maston 2, siihen ensimmäisestä päästään kiinnitettyjä spiraalimaisesti maston 2 ympärillä olevia askelmaosia 3 sekä askelmaosien 3 toiseen päähän yhdistetyt reisipalkit 4a - 4c. Yksi portaikkoelementti 1 voi olla yhtä hyvin myös useamman kuin yhden kerrosvälin korkuinen. Edullisesti portaikkoelementti 1 on 1-3 kerrosvälin korkuinen, mutta periaatteessa se voi olla vielä tätäkin korkeampi.

Masto 2 muodostaa portaikkoon keskiakselin, jota portaikko kiertää ja johon askelmaosat 3 kiinnittyvät niiden ensimmäisestä (maston 2 puoleisesta) päästään. Masto 3 on tyypillisesti esim. poikkileikkaukseltaan suorakulmainen kotelopalkki, jolloin sen seinämien sisäpuolelle muodostuu ontto tila, johon voidaan valaa betonia. Mastossa 2 on ainakin yksi valuaukko ja ainakin yksi ilmanpoistoaukko, jotta maston sisällä oleva ilma pääsee poistumaan maston sisältä. Masto 2 voi olla siten myös poikkileikkaukseltaan pyöreä, soikea tai useampi kuin nelikulmainen kotelopalkki. Eräs mahdollisuus olisi tehdä mastosta monikulmio niin, että jokainen askelmaosa 3 voisi olla kohtisuorassa sitä sivua vasten, jonka kohdalle kyseinen askelmaosa kiinnite25 tään.

Askelmaosat 3 käsittävät pohjakappaleen 5a ja päällyskappaleen 5b. Askelmaosat 3 on kiinnitetty niiden ensimmäisestä päästään maston 3 kylkiin. Kiinnitys tapahtuu helpoimmin niin että, askelmaosien 3 pohjakappaleet 5a kiinnitetään maston 2 kylkiin hitsaamalla, mutta se voisi tapahtua myös muilla kiinnitystavoilla, kuten ruuveilla tai niittaamalla tms. tavalla. Tällöin myös päällyskappale 5b voi olla kiinnitetty maston 2 kylkeen.

Portaikkoelementissä 1 askelmaosat 3 on sijoitettu maston 2 suhteen niin, että maston 2 pystysuunnassa ne ulottuvat mastosta 2 siihen nähden kohtisuorassa asennossa säteittäin poispäin. Yksittäiset askelmaosat 3 ovat

20155041 prh 23 -12- 2015 maston 2 korkeussuunnassa tyypillisesti esim. n. 18 cm:n välein, jolloin niistä muodostuu mastoa alahaalta ylöspäin kiertävät portaat, joissa on sopivan korkuinen (suositusten mukainen) askelmien välinen nousu ja etenemä. Askelmaosien 3 etenemä (leveys) on esim. kuvien 1-3 mukaisessa portaik5 koelementissä 1 valittu niin, että 180° kierron aikana oleva kokonaisnousu vastaa yhden kerrosvälin korkeutta. Askelmaosien 3 toinen pää (mastosta 2 poispäin ulottuva pää), joka on kiinnitetty reisipalkkiin 4a, 4b tai 4c on kuvien 1-3 mukaisessa suoritusmuodossa muotoiltu niin, että reisipalkki saadaan tiiviisti porrashuoneen seiniä myötäileväksi.

Askelmaosien 3 pohjakappaleet 5a ovat kuvien 1-3 mukaisessa suoritusmuodossa esim. levymäisiä metallikappaleita, joiden etu- ja takareunat on taivutettu alaspäin. Tällaisten taivutusten avulla varmistetaan askelmaosiin riittävä jäykkyys. Päällyskappaleet 5b on tyypillisesti valmistettu jostain pa15 lonkestävästä materiaalista niin, että päällyskappale 5b voi palotilanteessa toimia kantavana rakenteena. Tyypillisesti päällyskappale 5b on valettua kiviainesmateriaalia (esim. betonia), jonka sisällä on raudoitteet niin, että pintakappale 5b toimii kuormaa kantavana rakenteena, mikäli metallia oleva pohjakappale menettää kuumuuden takia kuormankantokykynsä. Päällys20 kappaleen 5b tarkoituksen on muodostaa askelmaosiin 3 myös kulutusta kestävä ja esteettisesti kaunis pinnoite. Tyypillisesti päällyskappaleen 5b yläpintaan on muodostettu jokin kivi- tai mosaiikkikuvio tms. Päällyskappaleet 5b kiinnitetään pohjakappaleisiin 5a paloa edistämättömällä liimalla. Tämän kiinnityksen etuna on se, että tällaisella kiinnitystavalla vältetään erillisten kiinnityselimien asentamiselta. Lisäksi tällainen kiinnitystäpä on helposti automatisoitavissa portaikkoelementtien 1 tehdasvalmistuksen yhteyteen.

Reisipalkkeja 4a - 4c on kuvien 1-3 mukaisessa suoritusmuodossa kolme kappaletta. Toinen reisipalkki 4b on ensimmäiseen reisipalkkiin 4a nähden ylhäältäpäin katsottaessa kohtisuorassa asennossa ja kolmas reisipalkki 4c taas toiseen reisipalkkiin 4b nähden ylhäältäpäin katsottuna kohtisuorassa asennossa eli ensimmäisen reisipalkin kanssa yhdensuuntainen. Näin ollen kuvissa 1-3 esitetyt portaikkoelementit on tarkoitettu suorakulmaiseen porrashuoneeseen asennettaviksi, joskin myös muun muotoinen porrashuone on mahdollinen, mutta silloin porrashuoneen on oltava niin suuri, että reisipalkkien 4a-4c muodostama kehä on sovitettavissa sen sisäpuolelle. Esim.

20155041 prh 23 -12- 2015 pyöreän porrashuoneen tapauksessa voitaisiin reisipalkkien 4a-4c sijasta käyttää myös esim. vain yhtä kaarevaa reisipalkkia, jonka kaarevuus on sama kuin vaakasuoralta poikkileikkaukseltaan pyöreän huoneen seinien sisäpinnan kaarevuus. Suoraan sivulta katsottaessa reisipalkit 4a-4c ovat luonnollisesti portaiden nousun määräämän kulman verran vaakasuoraan tasoon nähden vinossa asennossa, koska ne kiinnitetään aina tyypillisesti askelmaosien sivuille. Kuvien 1-3 mukaisessa suoritusmuodossa askelmaosien 3, pohjakappaleiden 5a ja reisipalkkien 4a-4c välillä on reisipalkkien yläpinnalle kiinnitetyt välikappaleet 6, joiden yläpäihin askelmaosien pohja10 kappaleet 5a on kiinnitetty. Myös kaikki nämä liitokset ovat myös tyypillisimmin hitsausliitoksia. Reisipalkkien 4a-4c välillä on yhdyskappaleet 7a ja 7b, jotka kiinnittävät reisipalkit 4a-4c toisiinsa tiiviisti niin, että ensimmäisen reisipalkin 4a päästä valettu betoni pääsee nousemaan yhdyskappaleen 7a kautta toiseen reisipalkkiin 7b ja yhdyskappaleen 7b kautta kolmanteen reisi15 palkkiin 4c.

Reisipalkkien 4a-4c sivupintoihin on (yleensä etukäteen) muodostettu ruuvinreiät (ei esitetty kuvissa), joista portaikkoelementti kiinnitetään porrashuoneen seinään. Nämä reiät voidaan tehdä myös vasta portaikkoelementin 1 asennusvaiheessa, jos esim. niiden sijoittaminen oikealle kohdalle ennen portaikkoelementin asentamista ei ole jostain syystä mahdollista/kannattavaa.

Yhden tai useamman reisipalkin (4a-4c) kiinnitys porrashuoneen seinään voi tapahtua esim. kuvassa 4 esitetyillä kiinnikkeillä 8. Tällaista kiinnikettä 8 käytettäessä paikalleen nostetun portaikkoelementin 1 reisipalkin 4a, 4b ja/tai 4c sisäpuolelta sen seinän puoleisen seinämän läpi on porattu rakennuksen seinään ulottuva reikä 9. Tähän reikään injektoidaan kiinnitysankkuri 10, joka voi olla esim. kierretanko, pultti tai muu sopiva pitkänomainen, tankomainen tai putkimainen kappale, jossa on jokin sen seinän ulkopuolelle jäävään (eli reisipalkin puoleiseen) päähän kiinnitettävä kiinnityselin, kuten kuvassa 4 esitettyyn kierretankoon kierretty mutteri 11. Reisipalkki 4a, 4b ja/tai 4c saadaan tällaista kiinnikettä 8 käytettäessä paikoitettua tarkkaan oikealle kohdalle. Reisipalkissa 4a, 4b ja/tai 4c olevan reiän 9 ja kiinnitysankkurin 10 liitos tapahtuu esim. teräslevyllä 11, joka hitsataan sekä reisipalkkiin 4a, 4b ja/tai 4c että kiinnitysankkuriin 10. Reiän 9 halkaisija on tyypillisesti esim. n. 60 mm

20155041 prh 23 -12- 2015 silloin kun kiinnitysankkurin 10 halkaisija on 30 mm. Reiän 9 ja kiinnitysankkurin 10 halkaisijat voivat myös poiketa näistä mitoista tarpeen mukaan. Kiinnityselin 11 ja kiinnitysankkuri 10 jäävät reisipalkin 4a, 4b ja/tai 4c sisälle ja reisipalkin 4a, 4b ja/tai 4c sisäpuolella oleva työaukko tukitaan valun ajaksi.

Näin saadaan koko liitos jäämään betonoinnin sisälle ja samalla se täyttää rakenteelle asetetut lujuusvaatimukset eri tilanteissa. Tämä kiinnitysmenetelmä mahdollistaa joustavan mitoituksen ja kuitenkin tehtaalla esivalmistellun ja viimeistellyn tuotteen ripeän asentamisen työmaalla.

Reisipalkeista tapahtuvan kiinnityksen lisäksi portaikkoelementti 1 kiinnitetään ylimmän ja alimman askelmaosan kohdalta porrastasanteen reunaan kiinnitettyihin kiinnityslevyihin hitsaamalla.

Mikäli porrashuoneeseen on tarkoitus asentaa hissi portaikon yhteyteen asennetaan portaikkoelementtien 1 tälle sivulle valmis väliseinärunko 12. Myös väliseinärunko 12, kuten muutinkin portaikkoelementin 1 osat kiinnitetään portaikkoelementtiin 1 valmiiksi sen valmistuksen yhteydessä portaikkoelementtien 1 tuotantolinjalla.

Kuvien 1-3 mukaisista portaikkoelementeistä 1 muodostettavaa portaikkoa porrashuoneeseen asennettaessa, portaikkoelementti 1 nostetaan porrashuoneeseen yleensä porrashuoneen kattoon tehdyn aukon kautta esim. autonosturin tai muun sopivan nostolaitteen avulla. Tämän jälkeen portaikkoelementti 1 asetetaan oikealle kohdalleen porrastasanteiden väliin sekä kiinnitetään edellä mainitulla tavalla reisipalkeissa 4a-4c olevien ruuvinreikien kautta seinään kiinnitettävillä kiinnitysankkureilla (esim. kuvassa 4 esitetyllä tavalla) sekä hitsaamalla masto 2 ja ylin- ja alin askelmaosa 3 porrastasanteiden reunaan kiinnitettyyn kiinnityslevyyn. Koska portaikkoelementti 1 käsittää valmiit pintakappaleilla pinnoitetut askelmaosat 3 sekä myös muut val30 miiksi, esim. tasoitteella ja/tai maalilla pinnoitetut pinnat, on ainut jäljelle jäävä vaihe betonin valaminen reisipalkkien 4a-4c sekä maston 2 sisälle. Valaminen tapahtuu erityisellä painevalulaitteistolla, joka voidaan tuoda rakennuksen viereen ja josta voidaan vetää pumppausletku ensimmäisen reisipalkin 4a alaosassa tai maston 2 alaosassa olevaan valuaukkoon. Valussa masto 2 sekä reisipalkit 4a-4c pumpataan täyteen betonia, jonka jälkeen valuaukot suljetaan ja betonin annetaan kovettua. Valuvaiheen jälkeen portaikko on käyttövalmis. Mikäli portaikon yhteyteen on tarkoitus muodostaa hissikuilu, on yhteen reisipalkeista 4a-4c kiinnitetty valmiiksi väliseinärunko, josta on voitu jo valmistuksen yhteydessä viimeistellä valmis välisenä. Yleensä, esim. suorakulmaisen porrashuoneen tapauksessa, porrashuoneen olemassa olevat seinät muodostavat hissikuilun muut seinät, jolloin myös hissikuilu on valmis hissin asentamista varteen portaikkoelementtien 1 paikalleen asentamisen jälkeen.

Keksinnön mukainen portaikkoelementti ja menetelmä portaikon rakentami10 seksi voidaan toteuttaa monella tavoin edellä esitetyistä esimerkkisuoritusmuodoista poikkeavasti. Keksinnön mukaisessa portaikkoelementissä voi olla esim. reisipalkkien välisten kulmien kohdalle sekä tarvittaessa reisipalkkien muille kohdille valmiiksi kiinnitetyt pystypalkit. Näihin pystypalkkeihin voi olla kiinnitetty tehtaalla valmiiksi hissikuilun ulkoseinät tai niiden runko. Tällöin portaikkoelementeistä voidaan rakentaa kokonaan tai osittain rakennuksen ulkoseinien ulkopuolelle sijoitettava portaikko tai sekä portaikko että hissikuilu. Keksintö ei siten rajoitu edellä esitettyihin esimerkkisuoritusmuotoihin, vaan voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (15)

1. Patenttivaatimukset:

   1. Portaikkoelementti (1), joka portaikkoelementti (1) käsittää:

   -porrashuoneen lattiaa tai vastaavaa pintaa vasten pystysuoraan asentoon

   5 asetettavissa olevan putkimaisen maston (2), joka on täytettävissä betonilla -mastoon (2) ensimmäisestä päästään portaittain kiinnitettyjä ja mastosta (2) säteittäisesti poispäin haarautuvia askelmaosia (3), tunnettu siitä, että portaikkoelementti käsittää ainakin yhden askelmaosien (3) toiseen päähän kiinnitetyn, putkimaisen reisipalkin (4a-4c), joka on täytettävissä betonilla

   10 sekä kiinnitettävissä kiinnityselimillä (8) porrashuoneen ainakin yhteen seinään askelmaosien (3) tukemiseksi toisesta päästään ja portaikkoelementin (1) kiinnittämiseksi rakennukseen.
2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen portaikkoelementti (1), jossa on kaksi tai

   15 useampia toisiinsa nähden kohtisuorassa asennossa olevia reisipalkkeja (4a4c).
3. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen portaikkoelementti, jossa alimman reisipalkin (4a) alapäässä on ainakin yksi valuaukko ja jossa kahden peräkkäisen

   20 reisipalkin (4a-4c) välillä on yhdyskappale (7a, 7b) betonin johtamiseksi yhdessä reisipalkissa (4a) olevan valuaukon kautta ainakin yhden portaikkoelementin (1) kaikkien reisipalkkien (4a-4c) sisälle.
4. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen portaikkoelementti (1), jossa reisipalkki

   25 (4a-4c) on yksi kaareva putkipalkki joka on järjestetty kiinnitettäväksi kaarevaseinäisen porrashuoneen seinään.
5. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen portaikkoelementti (1), joka portaikkoelementti (1) käsittää ainakin yhden, ainakin yhteen reisipalkkiin

   30 (4a-4c) kiinnitettävän kiinnikkeen (8), jossa kiinnikkeessä (8) on porrashuoneen seinään muodostettavaan reikään (9) injektiomenetelmällä kiinnitettävissä oleva kiinnitysankkuri (10).
6. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen portaikkoelementti (1), jossa

   35 askelmaosa (3) käsittää pohjakappaleen (5a) ja siihen kiinnitetyn päällyskappaleen (5b).
7. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen portaikkoelementti (1), jossa masto (2) käsittää hissikuilun tai on osa hissikuilua.

   5
8. 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen portaikkoelementti, jossa ainakin masto (2) ja reisipalkit (4a-4c) on valmistettu metallista.
9. 9. Menetelmä portaikon rakentamiseksi, jossa menetelmässä ainakin yksi portaikkoelementti (1) on jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen portaik10 koelementti ja joka menetelmä käsittää seuraavat menetelmävaiheet:

   - portaikkoelementin (1) siirtämisen porrashuoneeseen,

   - portaikkoelementin (1) asentamisen porrashuoneeseen siten, että sen ainakin yksi reisipalkki (4a-4c) kiinnitetään ainakin yhteen seinään niin, että masto (2) asettuu pääasiassa pystysuoraan asentoon, tunnettu siitä, että

   15 menetelmässä maston (2) ja ainakin yhden reisipalkin (4a-4c) sisälle valetaan betonia.

   20155041 prh 23 -12- 2015
10. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, jossa yhden portaikkoele20 mentin (1) päälle asennetaan yksi tai useampi seuraava portaikkoelementti (1) portaikon muodostamiseksi kahdesta tai useammasta päällekkäin olevasta portaikkoelementistä (1).
11. 11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen menetelmä, jossa portaikkoele25 mentit (1) siirretään porrashuoneeseen nostamalla portaikkoelementit (1) porrashuoneeseen sen kattoon muodostetun aukon kautta.
12. 12. Jonkin patenttivaatimuksen 9-11 mukainen menetelmä, jossa portaikko muodostetaan yhdestä tai useammasta portaikkoelementistä (1), joka on

    30 sellainen valmiiksi tehtaalla valmistettu portaikkoelementti (1), jonka yhteydessä on väliseinärunko (12) tai valmis väliseinä hissikuilun muodostamiseksi porrashuoneeseen.
13. 13. Jonkin patenttivaatimuksen 9-12 mukainen menetelmä, jossa yksi tai

    35 useampi portaikkoelementti (1) kiinnitetään porrashuoneen seinään ainakin yhdellä kiinnikkeellä (8), joka käsittää reisipalkin (4a-4c) seinämässä olevan tai siihen muodostettavan reiän läpi reisipalkin (4a-4c) sisältä porrashuoneen seinään muodostettavaan reikään (9) sovitettavan ja siihen injektoitavan kiinnitysankkurin (10), joka kiinnitysankkuri (10) kiinnitetään reisipalkin (4a-4c) ainakin yhteen seinämään ja jonka kiinnitysankkurin (10) reisipalkin (4a-4c)

    5 sisälle ulottuva pää jätetään reisipalkin (4a-4c) sisälle valettavan betonin sisään.
14. 14. Jonkin patenttivaatimuksen 9-13 mukainen menetelmä, jossa betonia valetaan ainakin yhden portaikkoelementin (1) yhden tai useamman toisiinsa

    10 yhdistetyn reisipalkin (4a-4c) sisälle pumppaamalla betonia alimman reisipalkin (4a) alapäässä olevan valuaukon kautta.
15. 15. Jonkin patenttivaatimuksen 9-14 mukainen menetelmä, jossa betonia valetaan maston (2) sisälle pumppaamalla betonia maston (2) sisälle sen

    15 alaosassa olevan valuaukon kautta.