DE10050031A1

DE10050031A1 - Element zum Festlegen von langgestreckten Trageelementen für die Befestigung von flächigen Solarkomponenten

Info

Publication number: DE10050031A1
Application number: DE10050031A
Authority: DE
Inventors: Stefan Kuechler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-10-06
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2001-05-03
Also published as: DE10050021A1

Abstract

Die Erfindung richtet sich auf ein Element zum Fixieren von langgestreckten Tragelementen zur Befestigung von flächigen Solarkomponenten im Rahmen eines Montagesystems für flächige Solarkomponenten, wobei zwei oder mehrere langgestreckte Tragelemente, insbesondere Drahtseile, zumindest in ihrem vorzugsweise mittleren Montagebereich in einer gemeinsamen Ebene, vorzugsweise parallel zueinander, angeordnet sind, mit einem an einem Bauwerk, bspw. Hauswand, Dachstuhl oder Mauer, oder an einem Fundament festgelegten oder festlegbaren Ankerelement mit einem ringförmigen Kopf; einem Ösen- oder Hakenelement mit einem rotationssymmetrischen Schaft, der durch den ringförmigen Kopf des Ankerelements hindurchgesteckt oder hindurchsteckbar ist und ein Außengewinde aufweist; sowie einem auf das Außengewinde des Ösen- oder Hakenelements aufschraubbaren Gewindeelement.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Element zum Fixieren von langgestreckten Tragelementen zur Befestigung von flächigen Solarkomponenten im Rahmen eines Montagesystems für flächige Solarkomponenten, wobei zwei oder mehrere langgestreckte Tragelemente, insbesondere Drahtseile, zumindest in ihrem vorzugsweise mittleren Montagebereich in einer gemeinsamen Ebene, vorzugsweise parallel zueinander, angeordnet sind.

Die Befestigung von Solarkomponenten sollte so billig als möglich erfolgen, damit die Amortisation der Investitionskosten so bald als möglich abgeschlossen ist. Jedoch sollte neben dem reinen Wirtschaftlichkeitsaspekt auch ein Augenmerk auf die Energiebilanz gerichtet werden. Bspw. ist bisher eine umständliche Verschraubung an langgestreckten und voluminösen Aluminiumprofilen üblich, wobei völlig unberücksichtigt bleibt, dass Aluminium mit einem äußerst energieintensiven Prozeß erschmolzen werden muß, wobei dieser Energieaufwand in keinem Verhältnis zu der mit einer Solarzelle erzeugbaren Energie steht. Deshalb ist bereits vorgeschlagen worden, zu einer möglichst filigranen Befestigungstechnik überzugehen bspw. mittels gespannten Stahlseilen. Hier sieht die Energiebilanz zwar günstiger aus, allerdings haben selbst dickere Stahlseile mit einem Querschnitt von bspw. 5 mm eine vergleichsweise hohe Flexibilität, die sich nur mittels hoher Zugkräfte von etwa 0,5-1 t bändigen läßt. Bislang sind jedoch im Handel keine Spannvorrichtungen für derart hohe Zugkräfte erhältlich. Auch werden Solaranlagen oft an Haus- oder Garagendächern installiert, wo die Verankerung derart stark gespannter Seile zusätzliche Probleme mit sich bringt.

Hieraus resultiert das die Erfindung initiierende Problem, eine möglichst preiswerte und einfach zu bedienende Spannvorrichtung und Verankerung für Stahlseile zu schaffen, mit der Zugkräfte zwischen 0,5 t und 1 t möglich sind.

Die Lösung dieses Problems gelingt durch eine Anordnung mit einem an einem Bauwerk, bspw. Hauswand, Dachstuhl oder Mauer, oder an einem Fundament festgelegtes oder festlegbares Ankerelement mit einem ringförmigen Kopf; einem Ösen- oder Hakenelement mit einem rotationssymmetrischen Schaft, der durch den ringförmigen Kopf des Ankerelements hindurchgesteckt oder hindurchsteckbar ist und ein Außengewinde aufweist; sowie einem auf das Außengewinde des Ösen- oder Hakenelements aufschraubbares Gewindeelement.

Hier findet eine Integration von Verankerung und Spannvorrichtung statt, die sämtlichen gestellten Anforderungen gerecht wird. Die Spannvorrichtung umfaßt zwei zum Spannen des Seils gegeneinander verschiebbare Elemente, von denen eines gleichzeitig als Verankerungselement mit Befestigungselementen, bspw. Durchstecköffnungen für Schrauben, ausgebildet ist. Dadurch kann dieses Element mit einer Doppelfunktion unbedenklich mit einer ausreichenden Stärke ausgeführt sein, bspw. aus einem 5 mm oder noch stärkeren Stahlblechzuschnitt gebogen. Das demgegenüber verschiebbare Spannungselement trägt gleichzeitig die für die Seilverankerung erforderliche Öse bzw. Haken. und erfüllt demnach ebenfalls eine Doppelfunktion. Mit seinem rückwärtigen Schaft erfährt dieses Ösenelement eine Führung in der (durch Biegung gebildeten) Hülse des Verankerungselements. Durch die solchermaßen bereichsweise konzentrische Anordnung von Verankerungs- und Ösenelement ergibt sich ein sehr geringer Materialeinsatz. Das Gewindeelement schließlich enthält eine für die Betätigbarkeit der Spannvorrichtung wichtige Untersetzung in Form einer (sehr) flachen Gewindesteigung. Das Gewindeelement kann an seiner Außenseite mit einem Sechskant od. dgl. versehen sein, so dass es bequem mit einem Schraubenschlüssel erfaßt und rotiert werden kann, um das betreffende Seil zu spannen. Die von einer Drehbewegung abgeleitete Spannbewegung hat den weiteren Vorteil, dass durch Verwendung eines Schraubenschlüssels mit einem langen oder gar verlängerten Griff das zwecks Seilspannung aufzubringende Drehmoment weiter reduzierbar ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den beigefügten Unteransprüchen zu entnehmen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fixierungselements;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Fig. 1 entlang der Linie II-II; sowie

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Fig. 1 in Richtung des Pfeils III.

Die beiden Hauptbestandteile des erfindungsgemäßen Fixierungselements 1 sind das überwiegend flächige Verankerungsteil 2 einerseits und das überwiegend langgestreckte Ösenteil 3 andererseits. Bei der dargestellten Ausführungsform untergliedert sich das Verankerungsteil 2 wiederum in ein Befestigungsteil 4 und ein lösbar daran festgelegtes Kopfteil 5. Diese beiden Teile 4, 5 haben jeweils etwa deckungsgleiche, vorzugsweise quadratische Laschen zur gegenseitigen Verbindung mittels durch miteinander fluchtende Bohrungen beider Laschen durchgeifender Schrauben 6. Natürlich kann bei einer anderen Ausführungsform das Verankerungsteil 2 auch insgesamt einstückig ausgeführt sein.

Die Grundfläche des Verankerungsteils 2 läßt sich näherungsweise als L charakterisieren. Während ein Schenkel 7 des L durch ein bspw. flach und mittig angeschweißtes Flacheisen ein T-Profil erhält und dadurch gegenüber Verbiegungen auch bei hohen Belastungen unempfindlich ist, so ist am freien Ende des anderen Schenkels 8 die Führungshülse 9 für das Ösenteil 3 angeordnet, deren Längsachse etwa parallel zu dem Schenkel 7 mit T-Profil verläuft. Damit ist die Spannrichtung und somit auch die Richtung der aufzunehmenden Zugkraft definiert und weist in Richtung des T-profilierten Schenkels 7.

Der andere Schenkel 8 hat ebenfalls eine flächige Gestalt, welche mit dem Mittelsteg 12 des T-Profils 7 in einer Ebene liegt und dadurch auch bei hohen Zugkräften keine Verformungstendenz zeigt.

Der T-Profil-Schenkel 7 kann an seinem Mittelsteg 12 Befestigungsbohrungen aufweisen sowie auch - möglichst symmetrisch dazu - an dem längs aufgeschweißten Versteifungs-Flacheisen 13. Während mit ersteren eine Befestigung an einer Seite eines Dachsparrens möglich ist, wobei das Versteifungs-Flacheisen 13 den betreffenden Dachsparren zusätzlich untergreift, dienen letztere zum Festschrauben an einer Hauswand od. dgl. Hierbei wird jedoch bevorzugt das Ösenelement 3 um 180° gedreht von der anderen Stirnseite her in die Führungshülse 9 eingesteckt, so dass sich eine günstigere Statik ergibt.

Eine Ausnehmung 11 in der Innenseite des T-Profil-Schenkels 7 ist in der Lage, bei Montage an einem Dachsparren eine evtl. vorhandene Dachrinne zu unter- bzw. umgreifen, und verleiht der Grundfläche des Fixierungselements 1 eine näherungsweise U-förmige Gestalt.

An dem rückwärtigen Ende des Schafts 14 des Ösenteils 3, der etwa die doppelte Länge der Führungshülse 9 aufweist, ist ein Außengewinde vorhanden, auf welches zwei Gewindeelemente 16 mit Außensechskant aufgeschraubt sind, die sich gegenseitig kontern können. Da der Außendurchmesser des Schafts 14 etwa dem Innendurchmesser der Führungshülse 9 entspricht, ist der Außenumfang eines aufgeschraubten Gewindeelements 16 deutlich größer als der Hülsendurchmesser - das Gewindeelement 16 stützt sich auf der rückwärtigen Stirnseite der Führungshülse 9 ab. Diese Kraft wird bei Drehung des vorderen Gewindeelements 16 gegenüber dem Ösenteil 3 auf letzteres übertragen und von diesem einem eingehängten Spannseil 15 mitgeteilt.

Anstelle einer Öse 10 kann zum Einhängen des Spannseils 15 auch ein Haken, ein U- förmiges Teil od. dgl. vorgesehen sein.

Wie man der Fig. 1 entnehmen kann, läßt sich das Befestigungsteil 4 von dem Kopfteil 5 lösen und in um 90° verdrehter Position wieder festlegen. Hierbei gelangt die Dachrinnenausnehmung 11 in den Bereich hinter den Gewindeelementen 16 und behindert deren Verdrehung mittels eines Schraubenschlüssels nicht. Diese Konfiguration eignet sich besonders für die Verankerung und Spannung eines Stahlseils 15 an der Oberseite eines von einem Mäuerchen umlaufenen Betonflachdachs, indem die Seile 15 solchenfalls von Mäuerchen zu Mäuerchen gespannt werden. Das Stahlseil 15 wird durch die Öse 10 gefädelt und sodann an sich selbst festgelegt, insbesondere festgeklemmt.

Da die Länge des mit Gewinde versehen Schaftbereichs des Ösenteils 3 wie auch die Tiefe der Dachrinnenausnehmung 11 ggf. 1 bis 5 cm, vorzugsweise 2 bis 4 cm betragen können, steht ein großer Spielraum für eine Seilspannung zur Verfügung.

Eine vorteilhafte Eigenschaft des Verankerungsteils 2 ist, dass dieses ohne Osenteil 3 zur Verankerung von stangenartigen Tragelementen verwendbar ist, sofern eine besonders hohe Stabilität der Tragkonstruktion gefordert wird.

Weitere Modifikationen sind denkbar. So kann der im Beispiel T-profilierte Schenkel anstelle durch ein angeschweißtes Flacheisen 13 auch durch ein angeschweißtes Rohr versteift sein. Das Verankerungsteil 2 kann mit in eine Wand einzementierbaren Fahnen, Laschen od. dgl. realisiert sein, etc.

Sämtliche Teile können aus rostfreiem Edelstahl gefertigt und/oder verzinkt sein.

Claims

1. Element zum Fixieren von langgestreckten Tragelementen für die Befestigung flächiger Solarkomponenten, wobei zwei oder mehrere langgestreckte Tragelemente, insbesondere Drahtseile (15), zumindest in ihrem vorzugsweise mittleren Montagebereich in einer gemeinsamen Ebene, vorzugsweise parallel zueinander, angeordnet sind, gekennzeichnet durch

a) ein an einem Bauwerk, bspw. Hauswand, Dachstuhl oder Mauer, oder an einem Fundament festgelegtes oder festlegbares Ankerelement (2) mit einem ring- oder hülsenförmigen Kopf (9);
b) ein Ösen- oder Hakenelement (3) mit einem rotationssymmetrischen Schaft (14), der durch den ring- ode hülsenförmigen Kopf (9) des Ankerelements (2) hindurchgesteckt oder hindurchsteckbar ist und ein Außengewinde aufweist; sowie
c) ein auf das Außengewinde des Ösen- oder Hakenelements (3) aufschraubbares Gewindeelement (16).

2. Fixierungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerelement (2) aus einem oder mehreren Blechzuschnitten geformt, insbesondere gebogen ist.

3. Fixierungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (5) des Ankerelements (2) die Gestalt eines Hohlzylinders aufweist, der durch Biegung des Blechzuschnittes gebildet ist.

4. Fixierungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerelement (2) ein Befestigungsteil (4) aufweist.

5. Fixierungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (4) des Ankerelements (2) eine ebene Grundfläche (12) mit Schraubendurchstecköffnungen zum Anschrauben an einen Balken eines Dachstuhls aufweist.

6. Fixierungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche (12) des Befestigungsteils (4) des Ankerelements (2) eine oberseitige Einkerbung oder Vertiefung (11) aufweist.

7. Fixierungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die oberseitige Einkerbung oder Vertiefung (11) in der Grundfläche (12) des Befestigungsteils (4) des Ankerelements 82) etwa dem Querschnitt einer Dachrinne entspricht oder größer ist als dieser.

8. Fixierungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (4) des Ankerelements (2) eine lotrecht zu dessen Grundfläche (12) verlaufende Grundplatte (13) aufweist.

9. Fixierungselement nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (13) des Befestigungsteils (4) dieses zu beiden Seiten überragt.

10. Fixierungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den über die Grundfläche (12) des Befestigungsteils (4) überragenden Bereichen der Grundplatte (13) Befestigungsbohrungen vorgesehen sind.

11. Fixierungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (4) des Ankerelements (2) lösbar mit dessen Kopf (5) verbunden ist.

12. Fixierungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen Anker- (2) und Ösen- oder Hakenelement (3) mittels ebener, überlappend neben- und aneinandergelegter und zusammengschraubter Blechlaschen erfolgt.

13. Fixierungselement nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerelement (2) um einen Winkel um eine zu seiner Grundfläche (12) lotrechte Achse verschwenkt an dem Kopfelement (5) festlegbar ist.

14. Fixierungselement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkwinkel etwa 90° beträgt.

15. Fixierungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kopf- (5) und Befestigungsteil (4) des Ankerelements (2) zusammengeformt sind.

16. Fixierungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einhängeöse (10) des Ösen- oder Hakenelements (3) durch Umbiegung von dessen Schaft (14) gebildet ist.

17. Fixierungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Schafts (14) des Ösen- oder Hakenelements (3) nur wenig kleiner ist als der Innendurchmesser des Kopfs (5) des Ankerelements (2).

18. Fixierungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ösen- oder Hakenelement (3) aus dem Kopf (5) des Ankerelements (2) entfernbar ist, um ein stangenartiges Tragelement direkt einsetzen und mit einem Gewindeelement (16) fixieren zu können.