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Die
Erfindung betrifft einen Solarkollektor, insbesondere zum Fokussieren
der solaren Einstrahlung auf einen Brennpunkt oder eine Brennlinie,
mit einem Träger
für einen
Reflektor, wobei der Träger mehrere
Rippen aufweist und jede Rippe mittels eines Verbindungsmittels
mit dem Reflektor verbunden ist.
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Bei
Solarkollektoren wird die solare Einstrahlung durch einen parabolisch
geformten Spiegel in der Regel auf eine Brennlinie fokussiert, wobei
der im Querschnitt parabolisch geformte Spiegel die Form einer Rinne
besitzt und dem Sonnenlauf nachgeführt wird. Diese Rinnenkollektoren
haben sich seit vielen Jahren bewährt und werden mit unterschiedlichen Tragkonstruktionen
gefertigt.
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Aus
der
WO 2004/066
401 A2 ist ein Solarkollektor bekannt, bei dem der Reflektor
mittels Nieten oder Schrauben mit den Formrippen verbunden wird.
Hierfür
wird aber ein Werkzeug, nämlich
ein Niet- oder Schraubwerkzeug benötigt, welches vor Ort eingesetzt
und betrieben werden muss. Ferner ist aus diesem Dokument bekannt,
dass das Reflektormaterial an die Rippen angeklebt werden kann.
Hierfür
muss der Reflektor mit Wasser angefüllt werden, so dass der Wasserdruck
das Reflektormaterial auf die Rippen presst und dadurch die Klebeverbindung hergestellt
werden kann. Dies bedeutet aber, dass der Reflektor stirnseitig
verschlossen und dass Wasser bereitgestellt werden muss.
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Um
eine einfache und preiswerte Montage zu ermöglichen, wird gefordert, dass
der Reflektor relativ einfach an der aus Rippen bestehenden Tragkonstruktion
befestigt werden kann. Insbesondere sollte eine Vormontage möglich sein,
so dass vor Ort, das heißt
auf der Baustelle, die Verbindung zwischen Reflektor und Rippe schnell
und wenn möglich
ohne Werkzeug erfolgen kann.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Solarkollektor
bereitzustellen, bei dem der Reflektor wesentlich einfacher und
möglichst ohne
Werkzeug vor Ort mit der Tragkonstruktion verbunden werden kann.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Solarkollektor der eingangs genannten Art
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das Verbindungsmittel eine Rast-, Haken- oder Clipsverbindung
ist.
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Beim
erfindungsgemäßen Solarkollektor wird
der Reflektor mittels einer Rast-, Haken- oder Clipsverbindung mit
der Rippe verbunden, wobei das Verbindungsmittel, über welches
der Reflektor mit der Rippe verbunden wird, in der Produktionsstätte am Reflektor
angebracht werden kann. Vor Ort, das heißt auf der Baustelle, muss
der Reflektor lediglich noch auf die Rippe aufgesetzt und mit dieser
verhakt beziehungsweise verclipst werden. Diese Art der Verbindung
von Reflektor und Rippe besitzt den wesentlichen Vorteil, dass sie
zum einen schnell, zum anderen ohne Werkzeug und vor allem ohne
Fachpersonal, durchgeführt
werden kann. Außerdem spielen
Verunreinigungen, z.B. Sand und dergleichen keine Rolle, da das
Verbindungsmittel rein mechanischer Natur ist.
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Insbesondere
wenn das Verbindungsmittel zwei- oder mehrteilig ausgebildet ist
und wenn am Reflektor und an der Rippe komplementäre Bauteile vorgesehen
sind, die eindeutig ineinander gesteckt werden können, ist sicher gestellt,
dass der Reflektor lagerichtig montiert ist. Hierdurch wird auch
sichergestellt, dass der Reflektor die korrekte Krümmung aufweist
bzw. annimmt.
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Dabei
besteht der Reflektor bevorzugterweise aus Metall, zum Beispiel
aus einem reflektierenden Blech oder einer Folie, wobei die Rippe
aus Metall, Kunststoff oder Holz bestehen kann. Der Reflektor kann
auch aus einem Dünnglasspiegel
bestehen, der auf eine Stütz-
oder Trägerschicht,
die z.B. aus Metall besteht, aufgeklebt ist. Es ist auch denkbar, dass
die Rippe aus einem geschäumten
Material besteht und eine Vielzahl von Rippen aneinander gereiht
sind, was auch lückenlos
erfolgen kann. Der Reflektor kann die Rippe an der der Sonne zugewandten
Seite sowie zusätzlich
an der der Sonne abgewandten Seite bedecken, wodurch die Torsionssteifigkeit
des Solarkollektors wesentlich erhöht wird. Es entsteht dann ein
Formkörper
mit sichelförmigem Querschnitt.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verbindungsmittel
ein am Reflektor zu befestigendes Koppelelement oder Koppelelementteil
aufweist. Dieses Koppelelement kann am Reflektor auf unterschiedliche
Art und Weise befestigt werden, zum Beispiel durch Schrauben, Nieten, Schweißen, Löten, Kleben,
Klammern oder durch eine andere kraft- und/oder formschlüssige Verbindung,
zum Beispiel auch durch eine Tox-Verbindung, bei welcher der Reflektor
mittels Durchsetzfügen
in das Verbindungsmittel beziehungsweise mit dem Verbindungsmittel
verbunden wird. Bei diesem Verfahren wird kein zusätzliches
Material (Schweiß-
oder Lötmittel,
Nieten, Schrauben, Klammern oder Klebstoff) für die Verbindung benötigt.
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Mit
Vorzug ist das Koppelelement an der dem Reflektor zugewandten Seite
der Rippe, beziehungsweise an dessen Seitenflächen, befestigt. Dabei kann
aber auch die Rippe Ausformungen aufweisen, die als Koppelelement
dienen.
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Bei
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass
am Reflektor ein Verbindungselement angeformt ist. Dieses Verbindungselement
wird aus dem Reflektor ausgeschnitten bzw. freigeschnitten und ausgebogen
und dient als Halter für
den Reflektor und ist mit diesem einstückig verbunden. Der Halter
muss nur noch mit der Rippe verbunden werden. Die bei dieser Variante
entstehende Öffnung
im Reflektor wird nach erfolgter Verbindung mit der Rippe zum Beispiel
mittels einer Klebefolie oder einem Siegelband verschlossen.
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Wie
bereits erwähnt,
kann die Rippe eine Aufnahme für
das Verbindungsmittel aufweisen. Diese Aufnahme kann entweder an
der Rippe befestigt oder an dieser, zum Beispiel in Form von Nuten,
Kanälen,
Löchern
oder Hinterschneidungen, angeformt sein.
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Das
Verbindungsmittel kann Haken, Rastnasen, Widerhaken oder Vorsprünge aufweisen,
die an entsprechenden Gegenflächen
am jeweils anderen Bauteil angreifen. Es ist auch denkbar, dass
das Verbindungsmittel nach Art eines Klettelements sich mit dem
anderen Bauteil verhakt. Dabei können
die Haken des Verbindungsmittels in Richtung aufeinander zu gerichtet
sein, so dass sie das zu haltende Bauteil zwischen sich aufnehmen, oder
weg voneinander gerichtet sein, so dass sie in das zu haltende Bauteil einzuschieben
sind und nach außen
aufspreizen und sich dann mit diesem verhaken.
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Die
Verbindungsmittel können
bevorzugt quer oder längs
zur Längsachse
der Rippe an der Rippe angreifen. Dabei kann das Verbindungsmittel ein
Krallenprofil, ein Rastprofil oder einen Schnapphaken aufweisen.
Diese Profile können
als Fertigprofil am Reflektor und gegebenenfalls zusätzlich an
der Rippe befestigt werden.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen
sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf
die Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele im Einzelnen
beschrieben sind. Dabei können
die in der Zeichnung dargestellten sowie in den Ansprüchen und
in der Beschreibung erwähnten
Merkmale jeweils einzeln für sich
oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Solarkollektors;
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2 eine
vergrößerte Wiedergabe
des Ausschnitts II gemäß 1;
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3 Variationen a) bis l) eines Verbindungsmittels
zur Befestigung des Reflektors direkt an der Rippe;
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4a eine
erste Ausführungsform
eines aus dem Reflektor ausgebogenen Verbindungsmittels;
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4b eine
zweite Ausführungsform
eines aus dem Reflektor ausgebogenen Verbindungsmittels;
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5 Variationen a) bis c) eines ohne Zusatzmaterial
mit dem Reflektor verbundenen Verbindungsmittels.
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In
der 1 ist in perspektivischer Darstellung ein insgesamt
mit 10 bezeichneter Solarkollektor gezeigt, der einen Reflektor 12 aufweist,
welcher rinnenförmig
gebogen ist. Idealerweise besitzt der Reflektor 12 einen
parabelförmigen
Querschnitt, wobei in der Brennlinie ein Kollektorrohr 14 angeordnet ist,
auf welchen die einfallenden Sonnenstrahlen konzentriert werden.
Das Kollektorrohr 14 wird von Stützelementen 18 getragen.
Der Reflektor 12 liegt auf einer Tragkonstruktion auf,
die mehrere Rippen 16, insbesondere Formrippen aufweist, über welche dem
Reflektor 12 seine gebogene Gestalt aufgeprägt wird.
In der 1 ist lediglich eine der Rippen 16 sichtbar.
Zur Verbindung des Reflektors 12 mit den Rippen 16 sind
Verbindungsmittel 20 vorgesehen, die nachfolgend näher beschrieben
werden.
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In
der 2 ist der Ausschnitt II gemäß 1 vergrößert und in geschnittener Form
dargestellt. Der Reflektor 12 ist lediglich andeutungsweise
wiedergegeben, wobei die Krümmung
des Reflektors 12 kaum erkennbar ist. Auf der der Rippe 16 zugewandten Seite
des Reflektors 12 ist eine C-förmig gebogene Klammer 22 befestigt,
die Rasthaken 24 aufweist, deren freie Enden aufeinander
zu gebogen sind beziehungsweise einander zugewandt sind, so dass
sie in an der Rippe 16 vorgesehene Rastnuten 26 eingreifen
beziehungsweise einen Hinterschnitt 28 hintergreifen können. Außerdem weist
die als Rastprofil 30 ausgebildete Klammer 22 Federlappen 32 auf,
die an der Stirnfläche 34 der
Rippe 16 aufliegen und die Klammer 22 spielfrei
an der Rippe 16 festhalten.
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Die
Verbindung der Klammer 22 mit dem Reflektor 12 erfolgt über eine
Verschraubung, Vernietung, Verschweißung, Verklebung oder mittels
Druckfügen
beziehungsweise Durchsetzfügen.
Dies gilt auch für
die nachfolgenden Verbindungsmittel 20. Die in der 2 dargestellte
Rippe 16 besteht zum Beispiel aus Holz oder Kunststoff.
Das Verbindungsmittel 20 besteht vorteilhaft aus Kunststoff,
kann aber auch aus einem Blechteil bestehen, wobei dann die Federlappen 32 von
einem federnden Einlegeteil gebildet werden.
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Die 3 zeigt Varianten a) bis l) unterschiedlicher
Verbindungsmittel 20, die am Reflektor 12 befestigt
sind und direkt an der Rippe 16 angreifen, wofür die Rippe 16 mit entsprechenden
Ausnehmungen beziehungsweise Aufnahmen 36 versehen ist.
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In
der 3a ist das Verbindungsmittel 20 mit
einer Verbindungsplatte 38 ausgestattet, über welche
das Verbindungsmittel 20 mit dem Reflektor 12 (nicht
dargestellt) verbunden wird. Von der Verbindungsplatte 38 ragt
ein Zapfen 40 ab, welcher einen rechteckförmigen oder
kreisförmigen
Querschnitt aufweisen kann. Der Zapfen 40 besitzt nach
außen abragende
Rasthaken 24, die einen Hinterschnitt 28 einer
Rastnut 26, welche von der Aufnahme 36 gebildet
wird, hintergreift. Die Aufnahme 36 ist direkt in die Rippe 16 eingeformt.
Dies trifft auch für
die in der 3b gezeigten Variante zu,
bei welcher der Zapfen 40 eine Vielzahl von Rasthaken 24 und
die Aufnahme 36 entsprechend viele Hinterschnitte 28 aufweist.
Der Zapfen 40 muss lediglich in die Aufnahme 40 eingedrückt werden,
was ohne Werkzeug erfolgen kann.
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Bei
der in der 3c gezeigten Variante ist das
Verbindungsmittel 20 in Form einer Klammer 22 ausgebildet
und besitzt mehrere Rasthaken 24, die an den Innenseiten
der Schenkel 42 vorgesehen sind, und die in entsprechende
Hinterschnitte 28 eingreifen.
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Bei
der in der 3d dargestellten Variante eines
Verbindungsmittels 20 liegt die Basis 44 der Klammer 22 direkt an
der Stirnseite der Rippe 16, wodurch ein spielfreier Verbund
zwischen Reflektor 12 und Rippe 16 geschaffen
wird.
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Bei
der in der 3e dargestellten Variante eines
Verbindungsmittels 20 sind die Schenkel 42 der Klammer 22 relativ
kurz ausgeführt,
wodurch die Steifigkeit des Verbindungsmittels 20 derart
erhöht wird,
dass lediglich ein Verrasten möglich
wird, jedoch kein Lösen
der Verbindung.
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Um
die Steifigkeit der Verbindung weiter zu erhöhen, ist gemäß 3f die Klammer 22 mit zusätzlichen
Stützelementen 46 versehen,
die die Schenkel 42 fachwerkartig abstützen, so dass der Schenkel 42 im
Wesentlichen ein dreieckiges Hohlprofil besitzt und sich seinerseits
an der Verbindungsplatte 38 abstützen kann.
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Bei
der in der 3g dargestellten Variante eines
Verbindungsmittels 20 ist der Zapfen 40 mit einem
Schlitz 48 ausgeführt,
so dass zwei in die Aufnahme 36 einführbare Schenkel 42 gebildet
werden, von denen nach außen
abragende Rasthaken 24 abstehen, die ähnlich wie bei der Variante
gemäß 3a einen Hinterschnitt 28 der
Rastnut 26 hintergreifen. Auf diese Weise besitzen die
Schenkel 42 die zum Einführen in die Aufnahme 36 erforderliche Elastizität.
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Bei
der in der 3h dargestellten Variante eines
Verbindungsmittels 20 besitzt die Klammer 22 an
den freien Enden ihrer Schenkel 42 Auflaufschrägen 50,
indem die freien Enden voneinander weg gebogen sind. Das freie Ende
der Rippe 16 ist kugel- oder zylinderförmig ausgestaltet, so dass
dieses ebenfalls mit einer Auflaufschräge 52 für die Auflaufschrägen 50 der
Klammer 22 versehen ist, wodurch das Fügen des Verbindungsmittels 20 mit
der Rippe 16 erleichtert wird.
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Auch
bei der Variante eines Verbindungsmittels 20 gemäß 3i besitzt die Aufnahme 36 Einlaufschrägen 54 an
den Innenseiten der freien Enden der Schenkel 56 der Aufnahme 36.
Der Zapfen 40 ist im Wesentlichen pilzförmig ausgebildet und besitzt einen
abgerundeten oder halbkugelförmigen
Kopf 58, wodurch der Einschub in die Aufnahme 36 erleichtert
wird. Die Verrastung beziehungsweise Verhakung erfolgt über einen
Hinterschnitt 28, der hinter den Kopf 58 greift.
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Die
Variante eines Verbindungsmittels 20 gemäß 3k entspricht im Wesentlichen der Variante gemäß 3d, wobei die freien Enden der Schenkel 42 mit
im Querschnitt halbkreisförmigen
Rasthaken 24 versehen sind, die in entsprechende Aufnahmen 36 eingreifen.
Die Halbkreisform besitzt den Vorteil, dass die Klammer 22 ständig auf
die Rippe 16 gezogen und dadurch ein eventuelles Spiel
eliminiert wird.
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In
der 3l ist eine Variante eines Verbindungsmittels 20 dargestellt,
bei welcher das Verbindungsmittel 20 im Wesentlichen tannenbaumförmig ausgebildet
ist und einen Zapfen 40 mit nach außen abragenden Rasthaken 24 oder
Widerhaken 60 aufweist, der in eine nutförmige Aufnahme 36 eingeschoben wird.
Die Widerhaken 60 können
elastisch ausgebildet sein, so dass sie beim Einschieben des Zapfens 40 in
die Aufnahme 36 umgelegt werden, sich jedoch in der Aufnahme 36 verhaken.
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Die 4a und 4b zeigen
einen Ausschnitt aus einem Reflektor 12, bei dem das Verbindungsmittel 20 direkt
aus dem Material des Reflektors 12 ausgeschnitten und ausgebogen
ist. Bei der in der 4a dargestellten Variante eines
Verbindungsmittels 20 werden aus dem Reflektor 12 zwei hakenförmige Abschnitte 62 ausgeschnitten
und Z-förmig
aus der Ebene des Reflektors 12 ausgebogen, wodurch an
den freien Enden Rasthaken 24 erzeugt werden. Diese Rasthaken 24 hintergreifen
Hinterschnitte 28 einer aus einem Blechmaterial hergestellten
Rippe 16.
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Bei
der in der 4b dargestellten Variante wird
ein Lappen 64 aus dem Reflektor 12 ausgeschnitten
und aus dessen Ebene ausgebogen, wobei der Lappen 64 zwei
Hinterschnitte 28 aufweist, die von Rasthaken 24 hintergriffen
werden, welche an den freien Enden von Schenkeln 56 einer
aus Blechmaterial geformten Rippe 16 vorgesehen sind. Die Rasthaken 24 sind
aufeinander zu gerichtet, so dass der Lappen 64 in der
Aufnahme 36 aufgenommen und in dieser verhakt beziehungsweise
verrastet werden kann.
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In
der 5 sind Varianten dargestellt,
bei denen das Verbindungsmittel 20 mittels Durchsetzfügen am Reflektor 12 befestigt
sind und die an der Rippe 16 vorgesehene zusätzliche Koppelelemente 78 bedürfen. Mit
dem Bezugszeichen 66 sind die Tox-Punkte bezeichnet. In
der 5a weist das Verbindungsmittel 20 eine
aus Blechmaterial bestehende Klammer 22 auf, deren freie
Schenkel 42 mit Rasthaken 24 versehen sind, welche
eine Halteplatte 68 an deren die Rippe 16 überragenden
Längskanten hintergreifen.
Diese Halteplatte 68 ist mittels Klammern 70 mit
der Rippe 16 verbunden. Bei dieser Variante bestehen die
Klammer 22 sowie die Halteplatte 68 aus streifenförmigem Material,
so dass sie sich entlang der gesamten Rippe 16, das heißt quer
zur Längsrichtung
des Reflektors 12, erstrecken können. Die streifenförmige Ausgestaltung
des Verbindungsmittels 20 trifft auch für die Varianten der 5b und 5c zu.
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Bei
der Variante eines Verbindungsmittels 20 gemäß 5b ist
am Reflektor ein T-förmiger
Klammerwinkel 72 befestigt, der an seinem in die Aufnahme 36 eingeschobenen
Abschnitt Krallen beziehungsweise Widerhaken 60 aufweist
und zusätzlich mit
einem Klebstoff 74 bestrichen sein kann.
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Die 5c zeigt
eine Variante eines Verbindungsmittels 20, bei welcher
am Reflektor 12 und an der Stirnseite der Rippe 16 ein
Klettelement 76 als Verbindungsmittel 20 befestigt
ist. Dabei ist das eine Klettelementteil mittels Tox-Punkten 66 mit
dem Reflektor 12 und das andere Klettelementteil zum Beispiel
mittels Klebstoff 74 oder Klammern mit der Rippe 16 verbunden.
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Insgesamt
kann festgehalten werden, dass die Verbindungsmittel 20 so
ausgestaltet sind, dass der Reflektor 12 schnell, problemlos
und ohne Werkzeug mit der Rippe 16 verbunden werden kann.