DE102007016047B4

DE102007016047B4 - Befestigungseinrichtung für Solarmodule

Info

Publication number: DE102007016047B4
Application number: DE102007016047A
Authority: DE
Inventors: Sven 16303 Bartelt-Muszynski
Original assignee: Haticon GmbH
Current assignee: Haticon GmbH
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2011-08-25
Anticipated expiration: 2027-03-31
Also published as: DE102007016047A1; ES2357918T3

Abstract

Befestigungseinrichtung für außenliegende Rahmenabschnitte (1) von Solarmodulen an einem Tragprofil (2) bei dem zwischen einem in Tragprofillängsrichtung (8) außen gegenüber dem Tragprofil (2) verschiebbaren Klemmteil (4) und dem Tragprofil (2) unter Einschluss eines Rahmenabschnittes (1) des Solarmoduls eine Spannverbindung herstellbar ist, wobei das Klemmteil (4) als Doppelwinkelprofil mit einem Steg (4.3) und in entgegengesetzte Richtung weisenden Schenkeln (4.1, 4.2) ausgebildet ist, wobei der obenliegende Schenkel (4.1) über den Rahmenabschnitt (1) des Solarmoduls greift, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung einen Klemmteilträger (3) umfasst und dass das Klemmteil (4) mit seinem unteren Schenkel (4.2) in dem Klemmteilträger (3) geführt höhenverstellbar in Verschieberichtung (7) angeordnet ist, zur Höhenverstellung des Klemmteils (4) in Verschieberichtung (7) entweder ein Gewindebolzen (12) in einem Innengewinde des unteren Schenkels (4.2) verdrehbar angeordnet ist und sich am Kopfteil (13) des Klemmteilträgers (3) abstützt, oder ein Gewindebolzen (12) in einem Innengewinde des Kopfteils (13) verdrehbar angeordnet ist und...

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtung für die außen liegenden Rahmeabschnitte von Solarmodulen, insbesondere in Endbereich.
Bei der Befestigung von Solarmodulrahmen nebeneinanderliegender Solarmodule auf einem Montageprofil werden Klemmstücke oder Klemmscheiben genutzt, die mittig mit einem Verbindungselement mit dem Montageprofil verbunden werden und die Rahmen gleichzeitig von oben auf das Montageprofil pressen ( DE 10 2005 000 129 A1 ).
Am äußeren Rand von mehreren nebeneinander angeordneten Solarmodulen versagt diese Technik, da nur noch ein Solarmodulrahmen als Auflage für das Klemmstück vorhanden ist. Deshalb werden zusätzlich anstelle des fehlenden Rahmens Distanzhalter oder ähnliche Mittel angeordnet, um für das Klemmstück eine symmetrische Auflage zu erreichen. Da dies nicht nur aufwendig, sondern auch optisch nicht anspruchsvoll ist, erfolgt eine zusätzliche Verblendung z. B. mittels Einschubwinkeln.
Aus der DE 20 2006 013 261 U1 ist ferner eine Befestigung für außenliegende Rahmenabschnitte von Solarmodulen im Endbereich von Tragprofilen bekannt. Der Endbereich der Tragprofile weist hier einen Querschnitt mit einem offenen Bereich auf, in den ein Spreizeinsatz einsetzbar ist, der mit einem Schenkel eines L-förmigen Endstückes tragprofilstirnseitig verbindbar ist, wobei beim Herstellen der Verbindung Endstück-Spreizeinsatz im Tragprofil infolge des Aufspreizens des Spreizeinsatzes eine Klemmwirkung erzielt wird.
Der andere L-Schenkel greift oben über den Solarmodulrahmen und bewirkt beim Herstellen der Verbindung Endstück-Spreizeinsatz ein Anpressen des Rahmens des Solarmoduls auf das Tragprofil.
Es hat sich nun gezeigt, dass diese Befestigung eine hohe Maßgenauigkeit der Modulrahmen und des Gestelles erforderlich macht, die schwer einzuhalten ist.
Die EP 1 767 719 A2 beschreibt eine Befestigungseinrichtung für Solarpanele an einer C-förmigen Montageschiene. Die Befestigungseinrichtung besteht aus einem Z-förmigen Niederhalteelementen für das Solarpanel und einem Hintergreifteil, mit Eingriff in die Montageschiene, wobei das Niederhalteelement und das Hintergreifteil durch einen Gewindebolzen miteinander verbunden und durch Drehung des Bolzens zum Verspannen aufeinander zu bewegbar sind. Beim Verspannen verändert sich die Lage des Hintergreifteils, so dass das Niederhalteelement sich vollständig und unter Wirkung eines Biegmomentes an das Solarpanel anlegt. Ein Abrutschen des Niederhalteelementes vom Solarpanel soll so verhindert werden. Nachteilig bei dieser Befestigung ist die notwendige Verwendung einer C-Montageschiene. Ferner dient infolge des Verdrehens des Hintergreifteils nur ein kleiner Abschnitt des Hintergreifteils tatsächlich für dessen Fixierung.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Endbefestigung zu ermöglichen, die montagefreundlich und optisch anspruchsvoll ist sowie toleranzausgleichend einsetzbar ist, bei gleichzeitiger Sicherung der notwendigen Befestigungskräfte.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung für außen liegende Rahmenabschnitte von Solarmodulen an einem Tragprofil besteht aus einem Klemmteilträger, der in Tragprofillängsrichtung am Tragprofil geführt verschiebbar ist und der mit dem Tragprofil unter Einschluss eines Rahmenabschnittes des Solarmoduls und eines im Klemmteilträger geführt höhenverstellbar angeordneten Klemmteils verspannbar ist, wobei die zur Stirnfläche des Rahmens des Solarmoduls weisende Seitenebene des Klemmteilträgers einen Winkel α gegenüber der Stirnfläche des Rahmens aufweist. Das Klemmteil ist als Doppelwinkelprofil mit in entgegengesetzte Richtung weisenden Schenkeln (Z-Profil) ausgebildet, wobei der oben liegende Schenkel über den Rahmenabschnitt des Solarmoduls greift und der untere Schenkel geführt höhenverstellbar in Verschieberichtung senkrecht zur Tragprofillängsrichtung im Klemmteilträger angeordnet ist.
Durch die Verschiebbarkeit des Klemmteilträgers in Tragprofillängsrichtung lassen sich Montage- und Traggerüsttoleranzen sowie Abweichungen in den Maßen der Solarmodule unter Beibehaltung der Stabilität der Befestigung montagefreundlich ausgleichen.
Verschiebungen des Klemmteils in der Querschnittsebene des Klemmteilträgers beim Verspannen führen infolge des rhomboiden Querschnitts des Klemmteilträgers in der Seitenansicht dazu, dass eine optimale Auf- bzw. Anlage des Klemmteils am Rahmen des Solarmoduls erzielt werden kann.
Eine vorteilhafte Ausführung der Befestigung sieht vor, dass die Führungspaarung des Klemmteilträgers mit dem Tragprofil aus Längsstegen des Tragprofils und Nasenstegen an Seitenschenkeln des Klemmteilträgers besteht sowie eine Auflage des Klemmteilträgers auf dem Tragprofil vorhanden ist. Die Längsstege werden dabei bevorzugt außen am Tragprofil und die Nasenstege innen an den Seitenschenkeln vorgesehen. Sowohl die Längsstege als auch die Nasenstege sollten dabei parallel zur Tragprofillängsrichtung im montierten Zustand verlaufen.
In Ausgestaltung des Klemmteiles ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zur Höhenverstellung des Klemmteils in Verschieberichtung entweder ein Gewindebolzen in einem Innengewinde des Schenkels verdrehbar angeordnet ist und sich am Kopfteil des Klemmteilträgers abstützt, oder ein Gewindebolzen in einem Innengewinde des Kopfteils verdrehbar angeordnet ist und sich am Schenkel abstützt.
Um den Gewindebolzen verdrehen zu können, weist bevorzugt das Kopfteil eine Bohrung auf, über die der Gewindebolzen dann zugängig ist.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zur Abstützung des Gewindebolzens das Kopfteil innenseitig als gekröpfte Hohlschiene zur Aufnahme des Kopfes des Gewindebolzens ausgebildet ist.
Als Innengewinde des Schenkels oder des Kopfteiles kann eine in einem Hohlraum oder einer Nut des Schenkels oder des Kopfteils angeordnete Mutter dienen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Befestigung ist vorgesehen, dass der Klemmteilträger mit eingesetztem Klemmteil im Bereich der Seitenschenkel des Klemmteilträgers und des Steges des Klemmteils durch eine Muffe umhüllt ist.
Diese weist innen und vorzugsweise auch außen die Form eines schiefen Hohlquaders auf, wobei die Schiefwinkligkeit der Muffe dem Winkel α entspricht. Dabei ist der Winkel α so bemessen, dass ein Verschieben des Klemmteils innerhalb des Klemmteilträgers beim Verspannen zu einer optimalen Endstellung des Steges nämlich parallel oder nahezu parallel zur Stirnfläche des Rahmen führt. In der verspannten Endstellung liegt der Steg im Bereich gegenüber dem unteren Z-Schenkel dann innen an der Muffe an. Alle Teile sind so miteinander verspannt.
Ein Ausführungsbeispiel der Einzelteile der Befestigung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
1 Klemmteil mit Rahmenabschnitt des Solarmoduls,
2 Klemmteilträger in zwei Schnitten,
3 Tragprofil und
4 Muffe
In den 1–4 ist die Befestigung für außenliegende Rahmenabschnitte 1 von Solarmodulen an einem Tragprofil 2 bestehend aus einem Klemmteilträger 3, der in Tragprofillängsrichtung 8 am Tragprofil 2 geführt verschiebbar ist und der mit dem Tragprofil 2 unter Einschluss eines Rahmenabschnittes 1 des Solarmoduls und eines im Klemmteilträger 3 geführten Klemmteils 4 verspannbar ist, in den Einzelteilen dargestellt.
1 zeigt die Positionierung des Klemmteils 4 am Rahmenabschnitt 1 des Solarmoduls. Das Klemmteil 4 ist als Doppelwinkelprofil mit in entgegengesetzte Richtung weisenden Schenkeln 4.1, 4.2 ausgebildet, wobei der oben liegende Schenkel 4.1 über den Rahmenabschnitt 1 des Solarmoduls greift und der untere Schenkel 4.2 geführt höhenverstellbar in Verschieberichtung 7 im Klemmteilträger 3 angeordnet ist. Zur Höhenverstellung des Klemmteils 4 in Verschieberichtung 7 ist ein Gewindebolzen 12 in einem Innengewinde des unteren Schenkels 4.2 verdrehbar angeordnet und stützt sich am Kopfteil 13 des Klemmteilträgers 3 (2) ab. Das Innengewinde des unteren Schenkels 4.2 wird durch eine in einem Hohlraum (Kanal) des unteren Schenkels 4.2 mit durchgehender Bohrung angeordneten Mutter gebildet.
2 zeigt den Klemmteilträger 3, der in der Seitenansicht einen rhomboiden Querschnitt aufweist.
Im einzelnen besteht der Klemmteilträger 3 aus einem Kopfteil 13, zwei Seitenschenkeln 11 und einer Verbindung zwischen den Seitenschenkeln 11, die als Auflage 16 auf dem Tragprofil 2 dient. Die seitliche Führungspaarung 9, 10 des Klemmteilträgers 3 mit dem Tragprofil 2 besteht aus Längsstegen 9 des Tragprofils 2 (4) und Nasenstegen 10 an den Seitenschenkeln 11 des Klemmteilträgers 3.
Die beiden seitlichen Führungspaarungen 9, 10 sowie die Auflage 16 gewährleisten nach dem Aufstecken oder Aufclicken des Klemmteilträgers 3 auf das Tragprofil 2 eine leichte und stabile Verschiebbarkeit in Tragprofillängsrichtung 8 und lassen eine hohe Spannkraft in Verschieberichtung 7 des Klemmteils 4 zu. Das Klemmteil 4 wird zum Verspannen in den Klemmteilträger 3 eingesetzt und zwischen den Seitenschenkeln 11 geführt.
Wie in der Erläuterung zur 1 bereits erwähnt, dient zur Höhenverstellung des Klemmteils 4 in Verschieberichtung 7 ein Gewindebolzen 12, der in einem Innengewinde des unteren Schenkels 4.2 verdrehbar angeordnet ist und sich am Kopfteil 13 des Klemmteilträgers 3 abstützt. Zum Abstützen ist das Kopfteil 13 innenseitig als gekröpfte Hohlschiene 15 zur Aufnahme des Kopfes des Gewindebolzens 12 ausgebildet. Ferner weist das Kopfteil 13 eine Bohrung 14 auf, über die der Kopf des Gewindebolzen 12 zugängig und mittels eines Schlüssels zum Verspannen verdrehbar ist.
Durch den rhomboiden Querschnitt des Klemmteilträgers 3 schließen die Stirnfläche des Rahmenabschnitte 1 des Solarmoduls und die zur Stirnfläche des Rahmenabschnitte 1 weisende Seitenebene des Klemmteilträgers 3 einen Winkel α ein. Das führt dazu, dass das zum Verspannen in den Klemmteilträger 3 eingesetzte Klemmteils 4 ebenfalls in einer geneigten Position zur Stirnfläche des Rahmenabschnitte 1 steht. Das ist gewollt, denn beim Verspannen des nur seitlich durch die Seitenschenkel 11 geführten Klemmteils 4 (Führungsflächen 6) erfolgt nicht nur ein Verschieben in die Verschieberichtung 7 sondern bedingt durch das vorhandene notwendige Spiel auch in Richtung der Stirnfläche des Rahmenabschnitte 1. Der Winkel α ist deshalb so bemessen, dass ein Verschieben des Klemmteils 4 innerhalb des Klemmteilträgers 3 beim Verspannen zu einer Endstellung des Steges 4.3 im wesentlichen parallel zur Stirnfläche des Rahmenabschnitte 1 führt. Diese Verstell- und Fixiergeometrie wird noch vervollkommnet durch eine Muffe 5 (4).
3 zeigt eine Muffe 5, die innen und außen die Form eines schiefen Hohlquaders aufweist. Die Schiefwinkligkeit der Muffe 5 entspricht dem Winkel α. Durch diese Muffe 5 wird der Klemmteilträger 3 mit eingesetztem Klemmteil 4 im Bereich der Seitenschenkel 11 und des Steges 4.3 vor dem Verspannen umhüllt. Das Klemmteil 4 erhält dadurch eine zusätzliche Führung und eine Begrenzung in Bezug auf die Verschiebung in Richtung Stirnfläche des Rahmenabschnittes 1. In der verspannten Endstellung liegt der Steg 4.3 im Bereich gegenüber dem unteren Schenkel 4.2 innen an der Muffe 5 an. Gleichzeitig verkleidet die Muffe 5 den Klemmteilträger 3 auf der sichtbaren Seite.
Für die Montage werden der Klemmteilträger 3, das Klemmteil 4 mit Gewindebolzen 12 und die Muffe 5 zu einer Montageeinheit zusammengesetzt. Diese Montageeinheiten lassen sich dann auch unter schwierigen Montagebedingungen wie z. B. auf einem Dach leicht auf das Tragprofil 2 aufschieben oder auch aufclicken (Herstellen der Führungspaarung 9, 10), mit dem obenliegenden Schenkel 4.1 über den Rahmenabschnitt 1 übergreifend anordnen und durch das Festdrehen des Gewindebolzens 12 fixieren.
3 zeigt ein bei der Befestigung genutztes Tragprofil 2. Dabei handelt es sich bevorzugt um ein stranggepresstes AL-Hohlprofil mit oben seitlich von der Auflagefläche 18 für den Rahmenabschnitt 1 des Solarmoduls angeordneten Längsstegen 9, die parallel zur Tragprofillängsrichtung 8 verlaufen.
Die Längsstege 9 des Tragprofils 2 bilden zusammen mit den Nasenstegen 10 der Seitenschenkeln 11 des Klemmteilträgers 3 jeweils eine seitliche Führungspaarung 9, 10 zwischen dem Klemmteilträgers 3 und dem Tragprofil 2. Weiterhin liegt die Auflage 16 des Klemmteilträgers 3 auf der Auflagefläche 18 des Tragprofils 2 auf.
Das Tragprofil 2 verfügt weiterhin über seitliche Anschlüsse 17 für die Dachbefestigung.
Neben den genannten hohen Festigkeitseigenschaften und der Montagefreundlichkeit zeichnen sich die eingesetzten Teile wie Tragprofil 2, Klemmteilträger 3, Klemmteil 4 und Muffe 5 dadurch aus, dass sie strangpressbare Al-Profile als Grundlage haben und ausschließlich durch Ablängen des jeweiligen Profils herstellbar sind. Das ist ein technologisch ausgesprochen kostengünstiges Herstellungsverfahren.
Bezugszeichenliste

1: Rahmenabschnitt des Solarmoduls
2: Tragprofil
3: Klemmteilträger
4: Klemmteil
4.1: obenliegender Schenkel
4.2: unterer Schenkel
4.3: Steg
5: Muffe
6: Führung des Klemmteilträgers
7: Verschieberichtung des Klemmteiles 4
8: Tragprofillängsrichtung
9: Längsstege
10: Nasenstege
11: Seitenschenkel
12: Gewindebolzen
13: Kopfteil
14: Bohrung im Kopfteil
15: gekröpft ausgebildete Hohlschiene
16: Auflage
17: Anschluss für Dachbefestigung
18: Auflagefläche

Claims

Befestigungseinrichtung für außenliegende Rahmenabschnitte (1) von Solarmodulen an einem Tragprofil (2) bei dem zwischen einem in Tragprofillängsrichtung (8) außen gegenüber dem Tragprofil (2) verschiebbaren Klemmteil (4) und dem Tragprofil (2) unter Einschluss eines Rahmenabschnittes (1) des Solarmoduls eine Spannverbindung herstellbar ist, wobei das Klemmteil (4) als Doppelwinkelprofil mit einem Steg (4.3) und in entgegengesetzte Richtung weisenden Schenkeln (4.1, 4.2) ausgebildet ist, wobei der obenliegende Schenkel (4.1) über den Rahmenabschnitt (1) des Solarmoduls greift, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung einen Klemmteilträger (3) umfasst und dass das Klemmteil (4) mit seinem unteren Schenkel (4.2) in dem Klemmteilträger (3) geführt höhenverstellbar in Verschieberichtung (7) angeordnet ist, zur Höhenverstellung des Klemmteils (4) in Verschieberichtung (7) entweder ein Gewindebolzen (12) in einem Innengewinde des unteren Schenkels (4.2) verdrehbar angeordnet ist und sich am Kopfteil (13) des Klemmteilträgers (3) abstützt, oder ein Gewindebolzen (12) in einem Innengewinde des Kopfteils (13) verdrehbar angeordnet ist und sich am Schenkel (4.2) abstützt und dass der Klemmteilträger (3) in Tragprofillängsrichtung (8) in einer Führungspaarung mit dem Tragprofil (2) verschiebbar ist, wobei die zur Stirnfläche des Rahmens (1) des Solarmoduls weisende Seitenebene des Klemmteilträgers (3) einen Winkel α gegenüber der Stirnfläche des Rahmenabschnittes (1) aufweist.
Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungspaarung des Klemmteilträgers (3) mit dem Tragprofil (2) aus Längsstegen (9) des Tragprofils (2) und Nasenstegen (10) an Seitenschenkeln (11) des Klemmteilträgers (3) besteht sowie eine Auflage (16, 18) des Klemmteilträgers (3) auf dem Tragprofil (2) vorhanden ist.
Befestigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstege (9) und die Nasenstege (10) parallel zur Tragprofillängsrichtung (8) verlaufen.
Befestigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmteilträger (3) in der Seitenansicht einen rhomboiden Querschnitt aufweist.
Befestigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (13) eine Bohrung (14) aufweist, über die der Gewindebolzen (12) zugängig ist.
Befestigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (13) innenseitig als gekröpfte Hohlschiene (15) zur Aufnahme eines Kopfes des Gewindebolzens (12) ausgebildet ist.
Befestigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewinde des unteren Schenkels (4.2) oder des Kopfteiles (13) durch eine in einem Hohlraum oder einer Nut des unteren Schenkels (4.2) oder des Kopfteils (13) angeordnete Mutter gebildet ist.
Befestigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmteilträger (3) mit eingesetztem Klemmteil (4) im Bereich der Seitenschenkel (11) und des Steges (4.3) durch eine Muffe (5) umhüllt ist.
Befestigungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Muffe (5) innen und vorzugsweise auch außen die Form eines schiefen Hohlquaders aufweist.
Befestigungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiefwinkligkeit der Muffe (5) dem Winkel α entspricht.
Befestigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α so bemessen ist, dass ein Verschieben des Klemmteils (4) innerhalb des Klemmteilträgers (3) beim Verspannen zu einer Endstellung des Steges (4.3) parallel zur Stirnfläche des Rahmenabschnittes (1) führt.
Befestigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der verspannten Endstellung der Steg (4.3) im Bereich gegenüber dem unteren Schenkel (4.2) innen an der Muffe (5) anliegt.