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Einstellbare Vorrichtung zur Befestigung von Stützstäben eines Geländers
Die Erfindung betrifft eine einstellbare Vorrichtung zur Befestigung von Stützstäben
eines Geländers insbesondere von Stützstäben eines Balkongeländers.
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Die vorgefertigten, beispielsweise aus Aluminium hergestellten Balkongeländer
sind im allgemeinen durch im Abstand von 1 bis 2 m angeordnete Stützstäbe mit dem
Boden verbunden. Die Stützstäbe sollen am Boden befestigt und solide verankert sein,
wobei die Befestigungsvorrichtungen dieser Stützstäbe so ausgebildet sein müssen,
daß das Geländer an seinem oberen Rand eine erhebliche nach außen wirkende Kraft
aushalten
kann, welche je nach den Vorschriften der betreffenden
Länder zwischen 100 und 300 kp betragen kann.
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Eine derartige Befestigungsvorrichtung soll nach allen Raumrichtungen
hin einstellbar sein, um ein Ausrichten und eine Vertikalstellung des Geländers
zu ermöglichen. Die Einstellmöglichkeit soll dabei Abweichungen des Bodens am Befestigungsort
von der Horizontalen kompensieren können. Denn es kommt häufig vor, daß der Boden
Unregelmäßigkeiten aufweist oder bewußt gegenüber der Horizontalen geneigt ist,
um ein Abfließen des Wassers zu ermöglichen.
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Ferner ist man bestrebt, auf einer gegebenen Bodenplatte einen Balkon
mit möglichst großer Grundfläche zu erreichen und hierzu ist es notwendig, die Stützstäbe
so wenig wie möglich nach innen ragen zu lassen.
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Zur Zeit sind eine bestimmte Zahl von einstellbaren Befestigungsvorrichtungen
bekannt, welche diesen genannten Bedingungen zu entsprechen versuchen: Eine erste
Lösung besteht darin, zwischen dem Fuß des Stützstabes und dem Boden Zwischenstücke
zweierlei Typs vorzusehen, nämlich entweder Zwischenstücke mit zueinander parallelen
Auflageflächen in verschiedenen Stärken oder Zwischenstücke in Keilform. Diese Lösung
ist jedoch umständlich und wenig präzis und erlaubt es nicht, eine saubere Einstellung
vorzunehmen.
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Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform einer Befestigungsvorrichtung
liegt der an dem Boden durch Schrauben befestigte Fuß des Stützstabes mit drei Punkten
auf dem Boden auf. Von den drei Auflagepunkten sind zwei von Einstellschrauben
gebildet,
mit denen man den Stützstab in der gewünschten Weise ausrichten kann. Der hauptsächliche
Nachteil dieser Art der Einstellung besteht darin, daß der Fuß des Stützstabes notwendigerweise
einen geringen Abstand vom Boden hat aufgrund des Raumes von einigen Millimetern,
der durch die Auflage in drei Auflagepunkten vorhanden ist. Feuohtigkeit, welche
in diesen Raum eindringt, kann erhebliche Schäden anrichten.
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Außerdem ist es notwendig, den durch die drei Auflagepunkte hervorgerufenen
Auflagedruck auf den Beton des Bodens zu verteilen und man muß daher die Befestigungsvorrichtung
durch große und dicke Zwischenstücke ergänzen.
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Um diesen Nachteilen abzuhelfen, hat man bereits Stützstäbe vorgeschlagen,
deren Fuß unter Verwendung eines Zwischenstückes durch Schraubmittel am Boden befestigt
ist, wobei eine Einstellung durch eine Relativverschiebung des Zwischenstückes relativ
zum Fuß erfolgt. Bei den bekannten Befestigungsvorrichtungen dieser Art weist der
Fuß des Stützstabes eine sphärische Oberfläche auf, welche an einer an der Oberseite
des Zwischenstückes ausgebildeten komplementären sphärischen Oberfläche anliegt.
Dadurch kann man dem Stützstab jede beliebige Neigung geben. Die Befestigung erfolgt
durch eine Schraube, deren Achse durch das Zentrum der zwei sphärischen Flächen
verläuft. Diese Lösung ist im Hinblick auf die rein geometrischen Forderungen befriedigend,
da der Stützstab praktisch mit einem Kugelgelenk versehen ist, jedoch zeigen sich
bei dieser Lösung in der Praxis Nachteile: So erlauben die aufeinanderliegenden
sphärischen Flächen während der Montage des Stützstabes auf seinem Zwischenstück
eine zu große Bewegungsfreiheit, so daß selbst bei einer korrekten Ausrichtung des
Stützstabes das Zwischenstück u.U.
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relativ zum Fuß des Stützstabes schlecht ausgerichtet ist, was das
gute Aussehen des Geländers beeinträchtigen kann. Die von einem schlecht ausgebildeten
Handwerker durchgeführt Montage kann so zu unerwünschten Resultaten führen. Zudem
erlaubt es die zentrale Anordnung der Befestigungsschraube dem Geländer nicht, insbesondere
nach außen gerichtete Kräfte aufzunehmen.
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Bei allen bekannten Vorrichtungen ist die wichtigste Bedingung, nämlich
eine nach außen wirkende Kraft aufnehmen zu können, nicht berücksichtigt. Jüngst
durchgeführte Experimente zeigen, daß die oben genannten Befestigungsvorrichtungen
einer entsprechenden Kraft nur dann standhalten, wenn sie relativ weit vom Rand
der Bodenplatte entfernt angeordnet sind, um zu vermeiden, daß der Beton außerhalb
der äußersten Bewehrung der Bodenplatte durch eine direkte Kraft belastet wird.
Dadurch wird zu einem guten Teil die Nutzfläche des Balkons vermindert, wenn man
die gegenwärtige Form der Füße der Stützstäbe beibehält.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten
Nachteile zu vermeiden und eine Befestigungsvorrichtung der oben genannten Art so
auszubilden, daß sie eine Einstellung in der gewünschten Weise ermöglicht und nach
außen gerichteten Kräften standhalten kann, ohne daß dabei die Nutzfläche des Balkons
eingeschränkt wird.
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Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei
einer Befestigungsvorrichtung, bei der der Fuß des Befestigungsstabes unter Verwendung
eines Zwischenstückes am Boden durch Schraubmittel befestigt ist, der untere Abschnitt
des Fußes eine Wölbung mit einer die Wölbung begrenzenden torische Oberfläche aufweist,
welche ihrerseits zur Anlage an einer komplementären torischen Fläche auf der Oberseite
des Zwischenstückes ausgebildet ist, wobei die Drehachse der Torusfläche
im
wesentlichen horizontal und parallel zur Geländerebene liegt.
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Um nun eine Einstellung der Neigung von vorne nach hinten vorzunehmen,
genügt es, den Fuß auf dem Zwischenstück gleiten zu lassen, wobei er eine Drehung
um die Drehachse der Torusfläche durchführt. Während dieser Bewegung ist der Fuß
durch das Zwischenstück exakt geführt und es kann zu keiner Fehlorientierung kommen
im Gegensatz zu einer Einstellung unter Verwendung von sphärischen Flächen.
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Um die seitliche Neigung einzustellen, läßt man die beiden torischen
Flächen in Querrichtung aufeinander gleiten. Hierbei ist die Führung streng geometrisch
gesehen nicht mehr ganz exakt, jedoch gibt es da keine Schwierigkeiten, vorausgesetzt,
daß die verwendeten torischen Flächen nur einen kleinen Ausschnitt des gesamten
Torus betragen und das die Neigung praktisch 20 niemals übersteigt. Im Gegenteil,
die schwache Krümmung des Torus in Querrichtung bietet mehrere Vorteile: Man kann
auf diese Weise den Fußteil des Stützstabes widerstandsfähiger ausbilden und für
eine gegebene Winkelverschiebung erfährt der Fuß nur eine geringfügige Verschiebung
in Längsrichtung, die wegen der symmetrischen Ausbildung des Zwischenstückes zwar
sichtbar aber nicht störend ist.
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Gemäß einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung sind die Schraubmittel
- vom Balkon nach außen gesehen - vor einer durch die Drehachse der Torusfläche
verlauSendenVertikalebene angeordnet.
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Denn um eine Belastung des nahe dem Rand der Bodenplatte liegenden
Betonabschnittes zu vermeiden, soll sich die Befestigungsschraube in einem möglichst
großen Abstand von diesem Rand
befinden. Zahlreiche Versuche haben
ergeben, daß sich die Befestigungsschraube etwa 140 mm vom Rand der Bodenplatte
für einen Schraubendurchmesser von 12 mm und etwa 120 mm für einen Schraubendurchmesser
von 10 mm befinden soll.
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Zudem soll die zurückgesetzte Schraube nicht in der durch die Drehachse
der torischen Fläche verlaufenden Vertikalebene sondern - nach außen gesehen - vor
dieser Ebene liegen, da sich sonst für die Ausführung unannehmbare Abmessungen ergeben
würden, wie die folgende Rechnung zeigt: 140 mm vom Rand der Bodenplatte entfernt
beträgt der maximal zulässige Schraubendurchmesser 12 mm und die Dübel, die man
für diese Schrauben in den Beton einführen kann, halten einer Maximalkraft von 2000
bis 2300 kp stand. Da der Reibungskoeffizient von zwei aufeinander gleitenden Metallstücken
etwa bei 0,5 liegt bzw. bei 0,3,wenn es praktisch unvermeidbare Spuren von Schmiermittel
auf den Oberflächen gibt, liegt die zulässige Höchstbelastung an dem Außenumfang
des Torus bei 2000 x 0,3 = 600 kp. Das bedeutet, daß man etwa ein Verhältnis von
1/2 zwischen dem Außenradius des Torus und der Summe "Geländerhöhe + Außenradius
des Torus" haben muß, wenn man erreichen will, daß der obere Rand des Geländers
einem Druck von 300 kp standhält unter Verwendung einer Befestigungsschraube, deren
Achse in der durch die Drehachse des Torus verlaufenden Vertikalebene liegt.
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Demzufolge würde das torische Zwischenstück einen enormen, häßlichen
und gefährlichen Höcker bilden, da es einen großen Außenradius aufweisen müßte und
dennoch eine gewisse Winkelverstellung erlauben sollte.
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Dagegen sollte der Außendurchmesser des Torus möglichst klein sein,
damit das Zwischenstück eine Winkeleinstellung ermöglichen kann ohne selbst zu klobig
zu sein. Indem man die Schraube hinter der Drehachse des Torus anordnet, wird durch
die Spannkraft der Schraube zu der Reibung ein Moment in einer bestimmten Richtung
addiert und es besteht damit die Möglichkeit, den Außenradius des Torus zu vermindern
und damit bei gleicher Sicherheit Platz und Material einzusparen. Zudem erhält man
auch ein ästhetisch befriedigendes Ergebnis, da die aus dem Fuß des Stützstabes
und dem Zwischenstück bestehende Einheit ausgewogen und nicht zu klobig ist. Und
schließlich, da die Schraube - für einen Balkon am wandseitigen Teil des Fußes angeordnet
ist, ist der senkrechte Teil des Stützstabes mit dem wandfernen Teil des Fußes verbunden,
derart, daß das Geländer sehr weit nach außen gerückt ist und nicht die Nutzfläche
des Balkons vermindert.
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Die beiligenden Zeichnungen erläutern die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels.
Es stellen dar: Fig. 1 eine Seitenansicht eines durch eine Befestigungsvorrichtung
gemäß der Erfindung montierten StUtzstabes, Fig. 2 eine Frontansicht der Befestigungsvorrichtung
in vergrößertem Maßstab, Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansioht der Vorrichtung
gemäß Fig. 2, und Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Torus, welcher die Ausgangsform
für die in der Erfindung verwendeten torischen Flächen bildet.
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In der Fig. 1 erkennt man einen erfindungsgemäßen Stützstab 1 mit
einer Befestigungsvorrichtung zur Befestigungs des StUtzstabes 1 an einer Bodenfläche
2, welche von einer Balkonbodenplatte gebildet ist. In bekannter Weise besteht der
Stützstab 1 aus einem Ständer 3 und einem verbreiterten Sockel 4, der im folgenden
Fuß genannt wird und der das Anbringen von Schraubmitteln zur Befestigung des Stützstabes
1 an der Bodenfläche 2 ermöglicht. Ein Zwischenstück 5 zwischen dem Fuß 4 und der
Bodenfläche 2 sorgt für eine Verteilung des Auflagedruckes auf dem Beton der Bodenfläche
2.
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Der Stützstab 1 erlaubt in der herkömmlichen Weise die Befestigung
einer Balustrade oder eines Geländers 6, das aus einer Brüstung 7 und einer mit
dieser durch Vertikalstäbe 9 verbundenen Unterleiste 8 besteht.
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Gemäß der Erfindung weist der untere Abschnitt des Fußes 4 eine Wölbung
auf, welche durch eine torische Fläche 10 begrenzt ist. Diese torische Fläche 10
liegt an einer komplementären torischen Fläche 11 an, welche auf der Oberseite des
Zwischenstückes 5 ausgebildet ist.
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Die Fig. 4 erlaubt eine präzise Vorstellung dieser torischen Flächen,
die in Art von Calotten 12 aus einem radial äußeren Bereich eines Torus 13 herausgeschnitten
sind. Dieser Torus 13 besitzt eine Drehachse 14, welche horizontal und parallel
zur Ebene des Geländers 6 angeordnet ist. Der Torus 13 ist definiert durch seinen
Außenradius oder Großradius R und durch den Radius r des Kreisschnittes 15.
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Eine Befestigungsschraube 16, versehen mit einer Beilagscheibe 17,
durchsetzt Bohrungen in dem Fuß 4 und dem Zwischenstück 5 und ist in einen Dübel
18 eingeschraubt, welcher in der
Bodenfläche 2 angeordnet ist.
Die in dem Zwischenstück 5 ausgebildete Bohrung 19 weist Abmessungen auf, die weit
über dem Durchmesser der Schraube 16 liegen, um dieser einen Spielraum zu ermöglichen.
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Gemäß einem weiteren aus der Fig. 5 klar ersichtlichen Merkmal der
Erfindung ist die Befestigungsschraube 16 - mit Blickrichtung von außen auf den
Balkon - hinter einer durch die Drehachse 14 der torischen Flächen 10 und 11 verlaufenden
Vertikalebene angeordnet und befindet sich damit in einem ziemlich großen Abstand
D vom Rand 20 der Bodenplatte. Der Ständer 3 des Stützstabes 1 ist mit dem Vorderteil
des Fußes 4 verbunden, so daß der Balkon die maximal mögliche Nutzfläche bietet.
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In einer praktischen Ausführung der Befestigungsvorrichtung für eine
Belastung von 300 kp am oberen Ende des Stützstabes 1 betragen die Radien R und
r des Torus 13 220 mm bzw. 100 mm und die Befestigungsschraube 16 mit einem Durchmesser
von 12 mm befindet sich in einem Abstand D = 140 mm vom Rand 20.
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Zur Einstellung der Neigung des Stützstabes 1 genügt es, die beiden
torischen Flächen 10 und 11 aufeinander zu verschieben, bevor die Befestigungsschraube
16 endgültig angezogen wird.
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Diese Relativverschiebung wird durch eine Verschiebung des Zwischenstückes
5 bewirkt, was durch die großen Abmessungen seiner Bohrung 19 ermöglicht wird.
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Die erste Einstellung erfolgt in einer von vorne nach hinten verlaufenden
Ebene, wobei diese Einstellung beispielsweise durch die für das Ablaufen des Wassers
gewünschte Neigung der Bodenplatte erforderlich ist. Diese erste Einstellung ist
sehr einfach, da die Führung der beiden torischen Flächen 10
und
11 aufeinander exakt geometrisch ist: Die Flächen 1-0 und 11 bleiben bei jedem beliebigen
Drehwinkel in Berührung miteinander und das Zwischenstück 5 bleibt automatisch relativ
zum Fuß 4 in der gewünschten Richtung. In der Praxis beträgt die Winkelverschiebungi
nach vorne etwa 20 und die Winkelverschiebung ß nach rückwärts etwa 40, jedoch ist
jede Winkelverschiebung möglich ohne geometrische Schwierigkeit.
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Eine zweite Einstellung erfolgt in Querrichtung. Eine derartige Einstellung
ist ggf. notwendig durch die Ungenauigkeiten in der Betonkonstruktion, wobei in
der Praxis die seitlichen Winkelverschiebungen Y 20 nicht überschreiten. Die Querführung
bei der Verschiebung der beiden torischen Flächen ist nicht exakt, jedoch ist dies
Ungenauigkeit verschwindend gering und stellt keinen Nachteil für Winkelverschiebungen
g unterhalb von 20 dar. Im übrigen kann das Metall des Zwischenstückes 5 genügend
weich gewählt werden, damit der Kontakt mit dem Fuß 4 exakt erhalten bleibt.
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Die Erfindung ist nicht auf das eben beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt, insbesondere sind die oben angegebenen und aus den Zeichnungen ersichtlichen
Abmessungen für eine Belastung von 300 kp errechnet und können daher für andere
Belastungen entsprechend modifiziert werden, ohne sich von der Erfindung zu entfernen.