DE10050021A1 - Montagesystem für flächige Solarkomponenten - Google Patents

Montagesystem für flächige Solarkomponenten

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Abstract

Die Erfindung richtet sich auf ein Montagesystem für flächige Solarkomponenten, wobei zwei oder mehrere langgestreckte Tragelemente, insbesondere Drahtseile, parallel zueinander angeordnet sind, wobei ferner an den Tragelementen wenigstens zwei zu diesen orthogonale, querschnittlich etwa U-, V-, I, X- und/oder K-förmige Halteprofile festlegbar sind, wobei wenigstens zwei Halteprofile einander zugekehrte Öffnungsseiten aufweisen, in die eine Solarkomponente mit je einer Kante einschiebbar und/oder eingeschoben ist, und wobei die Halteprofile durch an den Tragelementen festlegbare Spann- oder Klemmelemente aufeinander zu bzw. an eine dazwischen eingesetzte Solarkomponente heranschieb- und/oder anpressbar und in dieser Position festlegbar sind.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Montagesystem für flächige Solarkomponenten, wobei zwei oder mehrere langgestreckte Tragelemente, insbesondere Drahtseile, parallel zueinander angeordnet sind.
Es stellt ein Problem dar, an solchen Tragelementen flächige Solarkomponenten nahezu beliebiger Größen festzulegen.
Zur Lösung dieses Problems sieht die Erfindung vor, dass
  • a) an den Tragelementen wenigstens zwei zu diesen orthogonale, querschnittlich etwa U-, V-, I-, X- und/oder K-förmige Halteprofile festlegbar sind, wobei wenigstens zwei Halteprofile einander zugekehrte Öffnungsseiten aufweisen, in die eine Solarkomponente mit je einer Kante einschiebbar und/oder eingeschoben ist,
  • b) und dass die Halteprofile durch an den Tragelementen festlegbare Spann- oder Klemmelemente aufeinander zu bzw. an eine dazwischen eingesetzte Solarkomponente heranschieb- und/oder anpressbar und in dieser Position festlegbar sind.
Durch die von zwei Schenkeln gebildete Öffnungsseite können Solarelemente unabhängig von deren Breite gehalten werden. Die längs der Tragelemente verschiebbaren und sodann festlegbaren Spann- oder Klemmelemente erlauben eine Anpassung an unterschiedliche Längen der betreffenden Solarelemente.
Es hat sich als günstig erwiesen, dass die Schenkel eines Halteprofils von ihrer gemeinsamen Kante oder einem rückwärtigen Verbindungssteg in Richtung auf ihre freie Öffnungskante divergieren, bspw. in einem Winkel von 30° bis 60°, so dass sich der von diesen Schenkeln eingeschlossene Schlitz zu seinem Boden hin verjüngt. Hiermit ist eine Anpassungsmöglichkeit auch an unterschiedlich starke Solarelemente gegeben, indem dieselben je nach ihrer Stärke weiter oder weniger tief in den durch die betreffenden Schenkel gebildeten Schlitz einschiebbar sind.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der von zwei Schenkeln eingeschlossene Schlitz eines Halteprofils durch einen elastischen Werkstoff, insbesondere einem wetterfesten Schaumstoff, ausgekleidet ist. Dieser Werkstoff schützt einerseits die Solarmodule bei der Montage und sorgt anschließend für einen festen, spielfreien Sitz des betreffenden Elements.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass an einem Halteprofil vorzugsweise an einer freien Längskante wenigstens ein Steg zum Festlegen an einem oder mehreren Spann- oder Klemmelementen vorgesehen ist. Somit ist eine Verankerung durch Formschluß möglich, wodurch ein hohes Maß an Sicherheit gewährleistet ist.
Die Erfindung zeichnet sich ferner aus durch zwei Befestigungsstege pro Halteprofil, die vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene verlaufen, sich jedoch in entgegengesetzten Richtungen erstrecken. Durch Umgreifen zweier derartiger Stege ist eine unlösbare Verbindung geschaffen, wobei dennoch ein Aufschieben eines Spann- oder Klemmelements auf ein Halteprofil von dessen Stirnseite her jederzeit möglich ist.
Die Erfindung läßt sich dahingehend weiterbilden, dass ein Halteprofil Ausnehmungen zum Ein- oder Hindurchführen eines Spann- oder Klemmelements oder eines Tragelements aufweist. Es handelt sich hierbei um eine Alternative, bei der zwar ein stirnseitiges Aufschieben nicht mehr möglich ist, wobei jedoch ein Lösen nahezu unmöglich ist, insbesondere dann, wenn die Ausnehmungen einen ösenförmig geschlossenen Rand aufweisen.
Weitere Vorzüge ergeben sich dadurch, dass die Spann- oder Klemmelemente vorzugsweise umgebogene Laschen zum Umgreifen von Befestigungsstegen oder zum Eingreifen in Befestigungsausnehmungen eines Halteprofils aufweisen. Derartige Laschen können leicht aus einem ebenen Zuschnitt gebogen werden. Dadurch ist es möglich, ein Spann- oder Klemmelement aus einem Blech bspw. aus einem rostfreien oder verzinkten bzw. verzinkbaren Stahl oder Eisen mit einfachsten Mitteln wie Ausstanzen und anschließendem Biegen herzustellen.
Die Erfindung erfährt eine vorteilhafte Ausgestaltung dadurch, dass an einem Spann- oder Klemmelement wenigstens zwei in etwa entgegengesetzten Richtungen umgebogene Befestigungslaschen vorgesehen sind. Diese Laschen korrespondieren mit in entgegengesetzten Richtungen weisenden Befestigungsstegen eines Halteprofils und erlauben eine unlösbare Verbindung zwischen diesen Elementen.
Ein weiteres, erfindungsgemäßes Merkmal liegt darin, dass an einem Spann- oder Klemmelement wenigstens ein Element zum Umgreifen eines Tragelements vorgesehen ist. Auch bei der Schnittstelle zwischen Tragelement und Spann- oder Klemmelement bringt ein Formschluß ein hohes Maß an Sicherheit.
Es hat sich bewährt, dass das Element zum Umgreifen eines Tragelements einen haken- oder ösenartigen Zuschnitt aufweist. Ein hakenartiger Zuschnitt hat den Vorteil, dass das Spann- oder Klemmelement nach Installation des Tragelements aufsteckbar ist.
Eine vorteilhafte Anordnung läßt sich dadurch finden, dass an einem Spann- oder Klemmelement wenigstens eine an einem Tragelement form- und/oder reibschlüssig festlegbare Vorrichtung vorgesehen ist. Diese Vorrichtung dient der unverrückbaren Arretierung des Spann- oder Klemmelements an dem Tragelement nach Heranschieben desselben zusammen mit dem aufgesteckten Halteprofil an ein eingelegtes Solarmodul.
Die Erfindung bietet ferner die Möglichkeit, dass die an einem Tragelement form- und/oder reibschlüssig festlegbare Vorrichtung durch ein bügelförmiges Element mit einer U- oder hakenförmigen Gestalt gebildet ist, das durch eine oder mehrere Öffnungen des Spann- oder Klemmelements hindurchsteckbar ist. Ein U-Bügel umgreift zusammen mit dem Spann- oder Klemmelement ein Tragelement vollständig und kann sich daher versehentlich unter keinen Umständen lösen.
Eine weitere Optimierung läßt sich dadurch erreichen, dass das bügelförmige Element mittels einem ein Gewinde an seinen Durchsteckenden umgreifenden Schraubelement festziehbar ist. Hierbei lassen sich mit einfachsten Werkzeugen extrem hohe Arretierungskräfte erzielen.
Der Erfindungsgedanke erlaubt eine Weiterbildung dahingehend, dass an einem Tragelement zwischen je zwei festgelegten Spann- oder Klemmelementen je ein elastisches Abstützeelement, bspw. aus einem wetterfesten Schaumstoff, aufgeschoben ist. Dieses kann bei Verlegung der Tragelemente längs einer Wand, Mauer oder eines Dachs zu einer stabilen Lage der Solarmodule beitragen, so dass die Verwendung von vorzugsweise metallischen Spanndrähten als Tragelement mödlich ist. Die Elastizität der Abstützelemente sollte derart gewählt sein, dass einerseits ein weicher Kontakt mit der betreffenden Fläche gewährleistet ist, damit bspw. Dachziegel nicht beschädigt werden können. Andererseits soll bereits eine kleine Verformung zu einer erheblichen Rückstellkraft führen, damit die Spann- oder Klemmelemente wie auch die Halteprofile und insbesondere die Solarmodule selbst nicht an der betreffenden Fläche anschlagen können.
Die Erfindung läßt sich dadurch ergänzen, dass das Abstützelement eine langgestreckte, hohlzylindrische Gestalt aufweist, in deren Innenraum ein langgestrecktes Tragelement eingelegt ist. Diese Gestalt sorgt für eine große Kontaktfläche mit der betreffenden Fläche, woraus eine hohe Rückstellkraft resultiert.
Zur Perfektionierung der erfindungsgemäßen Konstruktion kann vorgesehen sein, dass das hohlzylindrische Abstützelement einen radialen Längsschlitz aufweist, durch den das Tragelement hindurchtreten kann. Dadurch gestaltet sich die Montage eines derartigen Abstützelements als äußerst einfach: Es wird einfach auf die gewünschte Länge zurechtgeschnitten und sodann über das Tragelement geschoben.
Bevorzugt ist umläuft der radiale Längsschlitz die Längsachse des hohlzylindrischen Elements längs einer Schraubenlinie. Diese Schlitzgeometrie verhindert, dass sich das Abstützelement versehentlich von dem Tragelement lösen könnte.
Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht auf ein Tragelement und ein darauf appliziertes Spann- oder Klemmelement bei eingesetztem Halteprofil, etwa in Richtung des Pfeils I aus Fig. 2; sowie
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Fig. 1.
Langgestreckte Tragelemente 1 sind parallel zu einer Fläche 2, bspw. einer Wand, einem Garagen- oder Hausdach, etc., verlegt, von denen in der Zeichnung nur ein Tragelement 1 wiedergegeben ist. Es kann sich hierbei um Drahtseile handeln, die mittels nicht dargestellter Spannvorrichtungen gespannt sind. Die Spannvorrichtungen sind an der betreffenden Wand, Dachstuhl, etc. verankert. Anstelle von Drahtseilen 1 können auch Stangen mit vorzugsweise kreisförmigem oder regulär-vieleckigem Querschnitt oder (Rund-)Rohre jeweils mit einem nach der zu überbrückenden Länge variablen Durchmesser in dem Bereich von bspw. 1 bis 2 cm verwendet werden. Die zu überbrückende Länge kann dabei etwa zwischen 2 und 5 m variieren; bspw. sollte eine Dachfläche zwischen First und Traufe ohne zusätzliche Stützstellen belegt werden.
An zwei Tragelementen 1 sind wenigstens zwei Halteprofile 3 mittels je zwei Spann- oder Klemmelementen 4 festgelegt. Die Halteprofile 3 haben etwa einen I-förmigen Querschnitt. Dieser kann aus zwei identischen U-Profilen 5 zusammengefügt sein, bspw. zusammengeschweißt 6.
Ein U-Profil 5 hat einen Mittelsteg 7 und zwei Schenkel 8, 9. Der obere Schenkel 8 schließt zusammen mit dem Mittelsteg 7 einen etwa rechten Winkel ein, während der untere Schenkel 9 von dem Mittelsteg 7 in Richtung auf seine freie Kante 10 nach abwärts divergiert, bspw. in einem Winkel von 45°. Dadurch ist es möglich, ein Solarmodul 11 unabhängig von dessen Stärke in den Schlitz zwischen den beiden Schenkeln 8, 9 einzuschieben und darin festzuklemmen.
Damit hierbei das Solarmodul 11 nicht beschädigt wird, ist der durch den Mittelsteg 7 und die beiden Schenkel 8, 9 gebildete Schlitz durch einen wetterfesten Gummi- oder Schaumstoffstreifen 12 od. dgl. ausgekleidet.
Ferner ist der untere Schenkel 9 im Bereich seiner freien Kante parallel zu dem oberen Schenkel 8 umgebogen, wodurch ein Befestigungssteg 13 gebildet wird, der über den wetterfesten Gummi- oder Schaumstoffstreifen 12 hinausragt.
Wie man der Fig. 1 entnehmen kann, ergibt sich durch das spiegelbildliche Aneinanderfügen zweier U-Profile 5 ein Halteprofil 3 mit K-Querschnitt.
Zur Verbindung eines Halteprofils 3 mit einem Tragelement 1 dient ein Spann- oder Klemmelement 4. Dieses ist aus einem länglichen Blechzuschnitt gebildet, das an einer Schmalseite einen hakenartigen Ansatz 14 zum Einhängen an einem Tragelement 1 und an der gegenüberliegenden Schmalseite zwei Durchstecköffnungen für die Enden eines U-förmigen Arretierungsbügels 15 aufweist. Die Enden dieses das Tragelement 1 untergreifenden Bügels 15 sind mit einem Gewinde versehen, auf das je ein Innengewindeelement 16 aufschraubbar ist, um das Tragelement 1 mittels des Bügels 15 an die Unterseite des Spann- oder Klemmelements 4 heranzuziehen und dort reibschlüssig festzulegen.
An den beiden Längsseiten des Spann- oder Klemmelements befinden sich je zwei Befestigungslaschen 17, die nach oben und sodann aufeinander zu umgebogen und dadurch in der Lage sind, je einen Befestigungssteg 13 des Halteprofils 3 zu umgreifen.
Das Spann- oder Klemmelement 4 ist in seinem mittleren Bereich mit einer etwa dachförmigen Hochwölbung 18 versehen, die mit den nicht verkleideten Außenseiten eines Halteprofils 3 korrespondiert, derart, dass der divergierende Bereich je eines der unteren Schenkel 9 an je einer Dachfläche der Hochwölbung 18 anliegt. Dadurch können einerseits beim Anpressen des Halteprofils 3 gegen ein Solarmodul 11 die Abstützkräfte direkt von dessen unterem Schenkel 9 auf das Spann- oder Klemmelement 4 übertragen werden. Andererseits bildet die Hochwölbung 18 einen natürlichen Biegebereich, und beim Arretieren des Bügels 15 mit den Gewindeelementen 16 kann sich das an dem Haken 14 von dem Tragelement 1 untergriffene Spann- oder Klemmelement 4 im Bereich der Hochwölbung geringfügig zusammenbiegen. Dadurch wird das zunächst in Längsrichtung des Halteprofils 3 verschiebbare Spann- oder Klemmelement 4 gegenüber den beiden unteren Schenkeln 9 des Halteprofils 3 verspannt, so dass dieses nun unverrückbar festgelegt ist.
Zur Montage werden zunächst die Spann- oder Klemmelemente 4 in der gewünschten Anzahl auf ein Halteprofil 3 aufgeschoben und sodann mit ihren Häken 14 an je einem Tragelement 1 eingehängt. Sodann werden die Bügel 15 eingesetzt und mit den Gewinedeelementen 16 gesichert, wobei das Spann- oder Klemmelement 4 jedoch noch längs des Tragelements 1 verschiebbar ist.
Hohlzylindrische Abstützelemente 19 werden auf den Abstand zwischen zwei Spann- oder Klemmelementen 4 zurechtgeschnitten und mittels mantelseitiger Schlitze auf die Tragelemente 1 aufgesteckt.
Anschließend werden Solarmodule 11 an einem zuvor installierten Halteprofil 3 angesetzt und das jüngste Halteprofil 3 wird auf dieses aufgeschoben. Unter festem Zusammenpressen der Halteprofile 3 werden sodann die Gewindeelemente 16 festgezogen.
Vorzugsweise werden immer zwei Reihen von Solarmodulen 11 mit einem gemeinsamen Halteprofil 3 zu einer Einheit verbunden, während zu der nächsten Doppelreihe ein Abstand gelassen wird. Dadurch muß zum Austausch eines Solarmoduls 11 jeweils nur ein Halteprofil 3 gelöst und von der betreffenden Reihe entfernt werden. Aus demselben Grund sollte die Länge der Halteprofile 3 nicht viel größer als die Breite von zwei bis drei Solarmodulen 11 gewählt werden, damit beim Lösen eines Halteprofils 3 nur wenige Solarmodule 11 gelockert werden.
Es sind eine Reihe von Modifikationen möglich. Bspw. können die Tragelemente 1 in Ausnehmungen der Halteelemente 3 und/oder der Spann- oder Klemmelemente 4. Eingelegt sein, um durch einen direkten Formschluß ein Höchstmaß an Sicherheit zu gewährleisten.

Claims (21)

1. Montagesystem für flächige Solarkomponenten (11), wobei zwei oder mehrere langgestreckte Tragelemente (1), insbesondere Drahtseile, zumindest in ihrem vorzugsweise mittleren Montagebereich in einer gemeinsamen Ebene, vorzugsweise parallel zueinander, angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass
  • a) an den Tragelementen wenigstens zwei langgestreckte, zu deren gemeinsamer Ebene parallele, vorzugsweise zu den Tragelementen orthogonale Halteprofile (3) mit einem wenigstens eine Aufnahmetasche aufweisenden Querschnitt, bspw. in der Form eines Π, U oder V, oder mit zwei entgegengesetzt geöffneten Aufnahmetaschen, bspw. H, K oder X, festlegbar sind, wobei wenigstens zwei Halteprofile (3) einander zugekehrte Aufnahmetaschen aufweisen, so dass eine Solarkomponente (11) mit je einer Kante in diese einschiebbar und/oder eingeschoben ist,
  • b) und dass die Halteprofile (3) durch an den Tragelementen (1) festlegbare Stütz-, Spann- und/oder Klemmelemente (4) entlang der Tragelemente (1) aufeinander zu bzw. an eine dazwischen eingesetzte Solarkomponente (11) heranschieb- und/oder anpressbar und in dieser Position festlegbar sind.
2. Montagesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente (3) vorzugsweise in Sonnenstrahlrichtung vor bzw. oberhalb der Tragelemente (1) verlaufend angeordnet sind.
3. Montagesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (8, 9) eines Halteprofils (3) von ihrer gemeinsamen Kante oder einem rückwärtigen Verbindungssteg (7) in Richtung auf ihre freie Öffnungskante divergieren, bspw. in einem Winkel von 30° bis 60°, so dass sich der von diesen Schenkeln (8, 9) eingeschlossene Schlitz zu seinem Boden (7) hin verjüngt.
4. Montagesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die von zwei Schenkeln (8, 9) eingeschlossene, schlitzförmige Aufnahmetasche eines Halteprofils (3) durch einen elastischen Werkstoff (12), insbesondere einen wetterfesten Schaumstoff, ausgekleidet ist.
5. Montagesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Halteprofil (3) vorzugsweise an einer freien Längskante wenigstens ein Steg (13) zum Festlegen an einem oder mehreren Spann- oder Klemmelementen (4) vorgesehen ist.
6. Montagesystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch zwei Befestigungsstege (13) pro Halteprofil (3), die vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene verlaufen.
7. Montagesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Halteprofil (3) Ausnehmungen zum Ein- oder Hindurchführen eines Spann- oder Klemmelements (4) oder eines Tragelements (1) aufweist.
8. Montagesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spann- oder Klemmelemente (4) vorzugsweise umgebogene Laschen (17) zum Umgreifen von Befestigungsstegen (13) oder zum Eingreifen in Befestigungsausnehmungen eines Halteprofils (3) aufweisen.
9. Montagesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Spann- oder Klemmelement (4) wenigstens zwei in etwa entgegengesetzten Richtungen umgebogene Befestigungslaschen (17) vorgesehen sind.
10. Montagesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Spann- oder Klemmelement (4) wenigstens ein Element (14) zum Umgreifen eines Tragelements (1) vorgesehen ist.
11. Montagesystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (14) zum Umgreifen eines Tragelements (1) einen haken- oder ösenartigen Zuschnitt aufweist.
12. Montagesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Spann- oder Klemmelement (4) wenigstens eine an einem Tragelement (1) form- und/oder reibschlüssig festlegbare Vorrichtung vorgesehen ist.
13. Montagesystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die an einem Tragelement form- und/oder reibschlüssig festlegbare Vorrichtung durch ein bügelförmiges Element (15) mit einer U- oder hakenförmigen Gestalt gebildet ist, das durch eine oder mehrere Öffnungen des Spann- oder Klemmelements (4) hindurchsteckbar ist.
14. Montagesystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das bügelförmige Element (15) mittels wenigstens einem ein Gewinde an seinen Durchsteckenden umgreifenden Schraubelement (16) festziehbar ist.
15. Montagesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente (3) einen oder mehrere, vorzugsweise oberseitige Befestigungsstege und/oder -schlitze zum Abstützen weiterer Elemente, insbesondere für die Aufrichtung der Solarkomponenten, aufweisen.
16. Montagesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei vorzugsweise zueinander parallele Tragelemente (1) miteinander zu einem einheitlichen Rahmen verbunden sind.
17. Montagesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Halteprofile (3) durch Stege od. dgl. in einem vorgegebenen Abstand bzw. Relativwinkel zueinander stabilisiert sind.
18. Montagesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Tragelement (1) zwischen je zwei festgelegten Spann- oder Klemmelementen (4) je ein elastisches Abstützeelement (19), bspw. aus einem wetterfesten Schaumstoff, aufgeschoben ist.
19. Montagesystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (19) eine langgestreckte, hohlzylindrische Gestalt aufweist, in deren Innenraum ein langgestrecktes Tragelement (1) eingelegt ist.
20. Montagesystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das hohlzylindrische Abstützelement (19) einen radialen Längsschlitz aufweist, durch den das Tragelement (1) hindurchtreten kann.
21. Montagesystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Längsschlitz die Längsachse des hohlzylindrischen Abstützelements (19) längs einer Schraubenlinie umläuft.
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