DE102008052594A1

DE102008052594A1 - Haltesystem zur Befestigung von Solarmodulen

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Publication number: DE102008052594A1
Application number: DE102008052594A
Authority: DE
Original assignee: Pauli und Sohn GmbH Metallwaren
Current assignee: Pauli und Sohn GmbH Metallwaren
Priority date: 2008-10-21
Filing date: 2008-10-21
Publication date: 2010-05-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein mehrteiliges Haltesystem zur Befestigung plattenförmiger Elemente an der Außenhülle eines Gebäudes, insbesondere für Solarmodule (42; 56) zur Montage an Fassaden oder auf Dächern, mit einer Klemmenvorrichtung (10; 50), die eine obere U-förmige Halterung (12; 58; 120) mit einer maulförmigen Öffnung (14) für ein oberes Element und eine U-förmige Halterung (13; 59; 130) mit einer maulförmigen Öffnung (14; 60) für ein unteres Element umfasst, wobei die Halterungen (12; 13; 58; 59; 120; 130) übereinander angeordnet und die Öffnungen (14; 60) voneinander weg orientiert sind, und mit einem Befestigungsabschnitt (16; 160) für die Montage der Klemmenvorrichtung (10; 50) am Gebäude. Es ist dadurch weitergebildet, dass die obere Halterung (12; 58; 120) und/oder die untere Halterung (13; ;59; 130) gegenüber dem Befestigungsabschnitt (16; 160) verschwenkbar und arretierbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Haltesystem zur Befestigung plattenförmiger Elemente, insbesondere an der Außenhülle eines Gebäudes, mit einer Klemmenvorrichtung, die eine obere U-förmige Halterung mit einer maulförmigen Öffnung für ein oberes Element und eine untere U-förmige Halterung mit einer maulförmigen Öffnung für ein unteres Element umfasst. Zur Montage werden die Elemente mit ihrem oberen oder unteren Rand in die maulförmigen Öffnungen eingeschoben. Die Halterungen sind übereinander angeordnet. Die Öffnungen sind voneinander weg orientiert, so dass die plattenförmigen Elemente nicht in derselben Erstreckungsebene, sondern wie Dachziegel schuppenförmig montiert werden können, ohne sich überlappen zu müssen. Das Haltesystem umfasst dabei einen Befestigungsabschnitt für die Montage der Klemmenvorrichtung am Gebäude. Als plattenförmige Elemente können beispielsweise Fassadenelemente oder vor allem großflächige Beschilderungen aus den dafür üblichen Materialien befestigt werden. Auf Dächern kann das Haltesystem insbesondere Kollektoren bzw. Solarmodule von Fotovoltaikanlagen tragen. Die Klemmenvorrichtung kann zwei oder mehrere Halterungen umfassen, die nach Bedarf als Taschen oder als Klemmen ausgebildet sein können.
Die EP 531 869 A2 beschreibt eine als Montageklemme bezeichnete Befestigung für plattenförmige Körper auf einer flachen Unterlage. Sie besteht aus einem zweifachen U-förmigen Profil und einer Bodenplatte. Durch Einschieben der zu befestigenden Körper in jeweils verschiedene U-förmige Taschen lässt sich eine im Kantenbereich leicht überlappende schindelartige Anordnung der Körper auf der Unterlage erzielen. Wegen der kettenförmigen Verknüpfung der Körper untereinander in den Taschen können sich geringe Maßabweichungen durch das Haltesystem zu nicht mehr ohne weiteres auszugleichenden Beträgen summieren. Sie auszugleichen bedeutet einen hohen Montageaufwand und Korrekturarbeit.
Die DE 102 13 902 A1 betrifft eine Befestigungsvorrichtung für Bauteile, insbesondere Sonnenkollektoren, auf Dächern, die als Dachanker zur Montage an einer Dachlatte oder an einem Dachsparren und zur Auflage des Bauteils ausgelegt ist. Sie sind im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass der Dachanker ein Fußteil zur Montage auf der Dachlatte oder dem Dachsparren aufweist, an dem ein Winkelteil zur direkten Auflage des Bauteils oder zur Anbringung eines Auflagewinkels horizontal verschiebbar geführt und/oder verschwenkbar gelagert ist. Mit dieser Befestigungsvorrichtung ist jedes Bauteil separat zu montieren, was einen gewissen Montageaufwand verursacht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Haltesystem anzugeben, das eine einfache Montage von plattenförmigen Elementen mit einem gewissen Toleranzausgleich ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei dem Haltesystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die obere und/oder die untere Halterung gegenüber dem Befestigungsabschnitt verschwenkbar und in einer gewählten Verschwenklage arretierbar sind. Die Erfindung wendet sich also ab von Befestigungen, bei denen die plattenförmigen Elemente an jedem Befestigungspunkt durch die Befestigung selbst in ihrer Lage zueinander eindeutig festgelegt sind. Derartige Befestigungen erfordern eine hochgenaue Montage, die einen hohen Aufwand und häufige Korrektur- und Nacharbeiten verursachen. Die Erfindung verfolgt dagegen das Prinzip, durch die Verschwenkbarkeit wenigstens einer der Halterungen gegenüber dem Befestigungsabschnitt die Möglichkeit für einen Toleranzausgleich zu schaffen, der vor allem nicht zu Lasten einer zuverlässigen Befestigung der plattenförmigen Elemente in den Halterungen geht. An jedem Befestigungspunkt eines plattenförmigen Elements bietet das erfinderische Haltesystem eine Möglichkeit zur Winkelanpassung, insbesondere als Toleranzenausgleich. Dadurch können die Montage deutlich erleichtert und die Lebensdauer vermindernde Spannungen in den plattenförmigen Elementen vermieden werden. Denn durch die Verschwenkbarkeit der Halterungen gegenüber dem Befestigungsabschnitt kann die erforderliche Lage der plattenförmigen Elemente zunächst genau und leicht eingestellt und anschließend fixiert werden.
Dabei kann es ausreichen, dass nur die obere Halterung gegenüber dem Befestigungsabschnitt verschwenkbar ist. Toleranzen, die für das untere plattenförmige Element zu kompensieren sind, können dann bei der Montage des Befestigungsabschnitts ausgeglichen werden. Technisch aufwändiger, aber beispielsweise durch eine gabelförmige Konstruktion möglich ist auch die Verschwenkbarkeit nur der unteren Halterung gegenüber dem Befestigungsabschnitt. Ist dagegen die Montage des Befestigungsabschnittes weitgehend definiert, kann die Verschwenkbarkeit sowohl der unteren als auch der oberen Halterung erforderlich werden. Dadurch lassen sich ein noch besserer Toleranzausgleich und eine noch bessere Anpassung an eine gewünschte Lage der plattenförmigen Elemente herstellen.
Die Halterungen können derart versetzt übereinander angeordnet sein, dass sich die plattenförmigen Elemente nicht überlappen, sondern einen Spalt zwischen sich aufweisen. Soll jedoch eine Montagefläche für die Elemente beispielsweise möglichst vollständig abgedeckt werden oder sind Spalte zwischen den Elementen aus optischen Gründen nicht erwünscht, kann eine gegenseitige Überdeckung der Elemente an ihren Rändern wünschenswert sein. Dafür können die Halterungen sich ebenfalls vollständig überdecken, so dass die obere Halterung die untere in einer Draufsicht vollständig abdeckt.
Eine Verschwenkbarkeit der Halterungen gegeneinander oder gegenüber dem Befestigungsabschnitt kann nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht werden, dass die obere und die untere Halterung gegeneinander und/oder gegenüber der Befestigungsvorrichtung während der Montage gelenkig gehalten sind. Die gelenkige Anbindung verschafft den Halterungen einen großen Bewegungsspielraum, so dass Toleranzen in einem großen Bereich ausgeglichen werden können. Nach Einstellung der erforderlichen Lage der zu befestigenden Elemente können die gelenkigen Anbindungen beispielsweise durch Anziehen einer als Gelenkachse dienenden Schraube blockiert werden, um die plattenförmigen Elemente in ihrer erforderlichen Lage zu fixieren.
Durch die Gestaltung der gelenkigen Abschnitte kann der Bewegungsspielraum der Halterungen gegeneinander beeinflusst werden. Je stärker die Halterungen gegeneinander und gegenüber dem Befestigungsabschnitt verschwenkt werden können, umso größere Neigungsunterschiede der plattenförmigen Elemente zueinander und gegenüber der Unterkonstruktion können erzielt werden. Das erfinderische Haltesystem bietet durch die gelenkige Anbindung der Halterungen untereinander und am Befestigungsabschnitt einen relativ großen Verschwenkungsbereich. Es kann daher nicht nur zum Ausgleich auch großer Toleranzen, sondern auch zur Anpassung an unterschiedlich geneigte und sogar gekrümmte Unterkonstruktionen verwendet werden, beispielsweise an Doppelwalmdächer oder gekrümmte Fassaden. Darüber hinaus kann mit dem erfinderischen Haltesystem auch eine gekrümmte Oberfläche auf einer ebenen Unterkonstruktion erstellt werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verfügen die Halterungen selbst über Gelenkabschnitte, mit denen sie gemeinsam und mit dem Befestigungsabschnitt Gelenke bilden. An den Halterungen können Schenkel angeformt sein, die an den Schenkel der jeweils anderen Halterung oder an dem Befestigungsabschnitt angreifen und durch eine Schraube als Gelenkbolzen miteinander verbunden werden. Der Gelenkbolzen als Achse des Gelenks verläuft dabei rechtwinklig zur Neigungsrichtung der plattenförmigen Elemente. Dadurch ergibt sich eine besonders Platz sparende und kompakte Ausgestaltung des Haltesystems, womit auch die Optik des Daches oder der Fassade möglichst wenig beeinträchtigt ist.
Eine alternative Befestigung, die genauso wie ein Gelenk eine Verschwenkbarkeit der Halterungen während der Montage gegeneinander und/oder gegenüber dem Befestigungsabschnitts ermöglicht, kann darin bestehen, dass die Halterungen untereinander und mit dem Befestigungsabschnitt Kontaktflächen aufweisen, an denen sie aneinander anliegen und die jeweils einander entsprechend einachsig konvex bzw. konkav gewölbt sind. Eine einachsige Wölbung ist ausreichend, weil eine mehrachsige Wölbung, die eine kalottenförmige Kontaktfläche bilden würde, zwar einen Toleranzausgleich in einem weiteren Freiheitsgrad ermöglicht; in einer zweiten Halterung desselben Elements ist dann jedoch ein Längenausgleich im wesentlichen rechtwinklig zu seiner Konstruktionsebene erforderlich.
Beispielsweise liegt an einer Außenwölbung des Befestigungsabschnittes die untere Halterung mit einer Kontaktfläche an, die eine Innenwölbung aufweist. An ihrer Kontaktfläche zur oberen Halterung weist sie dagegen eine Außenwölbung auf, die mit einer Innenwölbung der Kontaktfläche der oberen Halterung korrespondiert. Die Radien der Wölbungen sind so gewählt, dass sie während der Montage ein Verschwenken der Halterungen gegeneinander und gegenüber dem Befestigungsabschnitt um etwa 30 Grad erlauben. Diese Verschwenkung ist für einen Toleranzausgleich in der Regel mehr als ausreichend. Die gewölbten Kontaktflächen ermöglichen dadurch eine Verschwenkung vergleichbar derjenigen eines Gelenks, bewirken aber eine wesentlich gedrungenere Bauweise des Haltesystems. Der Wölbungsradius entspricht einem Gelenkradius. Er verläuft rechtwinklig zur Neigungsrichtung und parallel zu derjenigen Kante des plattenförmigen Elements, an der die Halterungen angreifen. Bei einer Montage von Solarmodulen auf einem Hausdach kann die Achse des Wölbungsradius' dementsprechend waagrecht und in etwa parallel zum First verlaufen.
Ähnlich wie gelenkige Verbindungen zwischen den Halterungen und dem Befestigungsabschnitt wird das Haltesystem auch mit den gewölbten Kontaktflächen schließlich arretiert, um die Endlage der Elemente zu fixieren. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Kontaktflächen uneben ausgebildet, indem sie beispielsweise eine Aufrauung oder eine Riffelung aufweisen. Die Riffelung kann vorteilhafterweise parallel zur Achsrichtung des Wölbungsradius verlaufen. Die unebene Oberflächengestaltung der Kontaktflächen ist jedenfalls so ausgebildet, dass sie einen gewissen Formschluss zwischen den Kontaktflächen ermöglicht. Dadurch geht eine einmal eingestellte, vorfixierte Position beispielsweise der oberen Halterung gegenüber der unteren während der Montage des Haltesystems nicht sofort verloren, solange die verschwenkte Lage noch nicht fixiert ist. Mit einer achsparallelen Riffelung kann zudem eine in gleiche Schritte unterteilte Verschwenkung der Elemente gegeneinander erzielt werden. Dadurch lässt sich die Montage des Haltesystems wesentlich vereinfachen.
Die so eingestellte Verschwenkung ist anschließend zu arretieren. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann dazu eine Befestigungsschraube dienen, die die obere und die untere Halterung oder die untere Halterung und den Befestigungsabschnitt gegeneinander verspannt. Bei einer einachsigen Wölbung genügt lediglich eine Schraube, weil die Teile dann nicht gegeneinander um die Schraubenachse verdreht werden können. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Halterungen untereinander und gegenüber dem Befestigungsabschnitt nicht mit jeweils einer, sondern mit einer gemeinsamen Schraube befestigt, die alle Teile durchsetzt. Um dennoch die Verschwenkbarkeit gegeneinander zu ermöglichen, verläuft die Schraube durch Langlöcher in den Halterungen, deren Längsachse rechtwinklig zur Achse der Wölbungen verläuft. Dadurch können die Halterungen untereinander und an dem Befestigungsabschnitt mit einer einzigen Schraube befestigt, gleichwohl aber gegeneinander und gegenüber dem Befestigungsabschnitt bei der Montage noch verschwenkt werden. Zusammen mit den formschlüssigen Kontaktflächen lässt sich die Klemmenvorrichtung bequem vormontieren, vorfixieren und anschließend mit nur einer einzigen Schraube festspannen.
Die Befestigungsabschnitte können sich als einzelne punktförmige Fußabschnitte darstellen, mit denen jede Klemmenvorrichtung separat auf der Unterkonstruktion am Gebäudes befestigt und verschraubt wird. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Befestigungsabschnitt eine Profilstange, auf der die Klemmenvorrichtung in Längsrichtung frei wählbar befestigbar ist. Die Profilstange als Bestandteil des Befestigungsabschnitts schafft einen weiteren Freiheitsgrad für das Haltesystem, indem die Klemmenvorrichtung längs der Profilstange verschoben werden kann und damit im Gegensatz zu einer punktförmigen Lagerung Toleranzen in der Befestigungsebene ausgeglichen werden können. Das Raster, in dem die Klemmenvorrichtung auf der Profilstange angeordnet werden kann, ist damit unabhängig vom Raster einer Unterkonstruktion, beispielsweise einem Sparrenabstand. Die Profilstange kann auch entsprechend tragfähig ausgebildet sein, dass sie selbst eine anderenfalls benötigte Unterkonstruktion für die plattenförmigen Elemente ersetzen oder große Abstände möglicher Befestigungspunkte des Haltesystems an der Unterkonstruktion überbrücken kann. Mit ihrer Befestigung kann auch ein eventuell erforderlicher Abstand gegenüber der Außenhülle des Gebäudes definiert werden. Schließlich kann die Profilstange den Montageaufwand für den Befestigungsabschnitt reduzieren, weil die Stange nur an wenigen Punkten befestigt werden muss als bei einer separaten, punktuellen Befestigung einer jeden Klemmenvorrichtung.
Die Oberseite der Profilstange, also ihre Kontaktfläche zur unteren Halterung, kann ebenfalls gewölbt ausgebildet sein, womit das Haltesystem an Kompaktheit gewinnt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Profilstange ein in ihrer Wölbung geschlitztes, hinterschnittenes Hohlprofil auf, in das eine Mutternplatte mit einer oder mehreren Gewindebohrungen verschiebbar einsetzbar ist, in die sich Befestigungsschrauben einschrauben lassen. Dadurch lassen sich die Klemmenvorrichtungen stufenlos entlang der Profilstange verschieben, was einen sehr feinen Toleranzausgleich in Längsrichtung der Profilstange und eine freie Wahl des Befestigungspunkts der Klemmenvorrichtung ergibt. Die Mutternplatte als Widerlager für die Befestigungsschraube der Klemmenvorrichtung ist dabei einfach handhabbar und ermöglicht eine leichte Montage.
Zur Befestigung der plattenförmigen Elemente in der Halterung können eine oder mehrere Madenschrauben vorgesehen sein, die die plattenförmigen Elemente in der U-förmigen Halterung gegen Verrutschen festhalten. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann jede Halterung eine zweiteilige Klemme mit einem Oberschenkel und einem Unterschenkel und durch jeweils eine oder auch eine gemeinsame Befestigungsschraube miteinander verbunden sein. Die Halterung kann dann vorteilhaft so ausgestaltet und bemessen sein, dass mit dem Verschrauben der beiden Schenkel miteinander das plattenförmige Element in der Halterung eingeklemmt und fixiert wird. Die Anlageflächen zwischen dem plattenförmigen Element und der Halterung vergrößern sich damit, so dass lokale Spannungsspitzen wie bei einer Befestigung mit einer oder mehreren Madenschrauben in der Halterung vermieden werden können.
Der mehrteilige Aufbau der Halterungen als Klemmen statt als Taschen wie im Stand der Technik bietet darüber hinaus auch einen Montagevorteil: Da die Halterungen parallel zur Erstreckungsebene der Elemente quasi lagenweise aufgebaut sind, können montierte, zum Beispiel defekte Elemente einzeln leichter ausgetauscht werden. Denn zur Demontage des Elements ist nicht mehr der Ausbau des gesamten Haltesystems samt darin befestigter Nachbarelemente erforderlich, sondern nur noch das Öffnen der Halterungen des betroffenen Elements. Damit wird nicht nur der Austausch des Einzelelements erleichtert, sondern auch die Gefahr, bei der Montagearbeit weitere Elemente zu beschädigen, deutlich reduziert. Das Haltesystem bewirkt damit auch geringere Unterhaltskosten.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können jeweils die Oberschenkel und die Unterschenkel der oberen und der unteren Halterung baugleich sein. Dieses Gleichteileprinzip, mit dem sich die Klemmvorrichtung aus wenigen gleichartigen Teilen zusammensetzen lässt, reduziert den Herstellungsaufwand und vereinfacht die Montage.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann zwischen den Berührflächen von Ober- und Unterschenkeln einer Halterung ein Formschluss erzeugt werden. Er kann beispielsweise darin bestehen, dass ein Stift an dem einen Schenkel in ein entsprechendes Sackloch im anderen Schenkel eingreift, wenn die Schenkel bestimmungsgemäß zu einer Halterung verschraubt werden. Alternativ dazu kann ein Schenkel eine Nut aufweisen, in die die Feder eines des anderen Schenkels eingreift. Der Formschluss vermeidet, dass sich die Schenkel um die Schraubenachse gegeneinander verdrehen. Damit lässt sich die korrekte Position der Schenkel zueinander auch in einem Vormontagezustand aufrechterhalten, ohne dass die Schenkel bereits miteinander verschraubt sein müssen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Anlageflächen der plattenförmigen Elemente an den Halterungen in der Klemmvorrichtung mit einer elastischen Schutzauflage versehen. Je nach Ausgestaltung kann sie einer besseren Haftung der plattenförmigen Elemente in der Halterung, dem Abbau von Spannungsspitzen und auch einem geringfügigen Toleranzausgleich dienen.
Die Bestandteile des Haltesystems können aus Zinkdruckguss hergestellt werden. Dieses Herstellungsverfahren bietet zahlreiche Möglichkeiten der Veredelung und farblichen und strukturierten Oberflächengestaltung. Alternativ dazu können sie aus Edelstahl hergestellt werden, insbesondere wenn ein Korrosionsschutz im Vordergrund steht. Die Profilstange und die Ober- und Unterschenkel der zuletzt geschilderten Ausführungsform können außerdem als Strangpressprofil insbesondere aus Aluminium hergestellt werden. Da sie vom Profilstrang lediglich abgeschnitten werden müssen, lassen sie sich auf diese Weise besonders kostengünstig herstellen.
Das Prinzip der Erfindung wird beispielshalber anhand einer Zeichnung noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1: eine Seitenansicht eines ersten Haltesystems,
2: eine Frontansicht des Haltesystems nach 1,
3: eine Seitenansicht montierter Module,
4: eine Draufsicht auf montierte Module des Haltesystems nach 1,
5: eine perspektivische Ansicht auf einem alternativen Haltesystem montierter Solarmodule,
6: eine perspektivische Explosionsansicht des Haltesystems nach 5,
7: dieses Haltesystem in montiertem Zustand, und
8: eine letzte Ausgestaltungsform eines Haltesystems.
Die 1 und 2 zeigen eine Seiten- und eine Frontansicht eines ersten Haltesystems. Es setzt sich zusammen aus einer Klemmenvorrichtung 10 und einem Befestigungsabschnitt 16. Die Klemmenvorrichtung 10 umfasst zwei U-förmige Halterungen 12, 13, die als Taschen konstruiert sind und zwischen den Schenkeln des „U” eine maulförmige Öffnung 14 einschließen. Die obere Halterung 12 trägt an ihrer Unterseite einen Ansatz 18 als einen ersten Gelenkabschnitt, der sich nicht über die gesamte Breite der Halterung 12 erstreckt. In Querrichtung der Halterung 12 ist der Ansatz 18 von einer zylindrischen Buchse 20 durchzogen.
Die untere Halterung 13 trägt an ihrer Unterseite einen vergleichbaren Ansatz 18 mit einer Buchse 20. Von ihrer Oberseite ragen zwei Laschen 22 als zweiter Gelenkabschnitt ab, die an den Außenrändern der Halterung 13 angeordnet sind und zwischen sich einen Freiraum 24 lassen. Er ermöglicht ein Einsetzen des Ansatzes 18 zwischen die Laschen 22 derart, dass die jeweiligen Buchsen 20 miteinander fluchten. Bei der Montage des Haltesystems wird in die miteinander fluchtenden Buchsen 20 ein Führungszapfen 26 eingeschoben und somit aus dem ersten und dem zweiten Gelenkabschnitt eine Gelenkverbindung zwischen der oberen Halterung 12 und der unteren Halterung 13 geschaffen.
Die untere Halterung 13 ist auch am Befestigungsabschnitt 16 gelenkig gehalten. Als solcher lässt sich eine Gabel 34 mit Senklöchern 36 auf einer Unterkonstruktion, beispielsweise den Dachsparren, aufschrauben. Die Gabel 34 umfasst zwei Zinken 38, die genauso dimensioniert und angeordnet sind wie die Laschen 22 an der unteren Halterung 13. Auch sie sind von Buchsen 20 durchsetzt, in die ein Führungszapfen 26 einsetzbar ist, um mit dem Ansatz 18 an der unteren Halterung 13 ein Gelenk zu bilden.
Alternativ besteht der Befestigungsabschnitt 16 aus einem Fußteil 28, das über Senklöcher 32 in seiner Bodenplatte 30 auf einer Unterkonstruktion, beispielsweise auf Dachlatten, verschraubt werden kann. Es besteht aus einem Rechteck-Hohlprofil 31 mit einer Bohrung 33, in das der Ansatz 18 der Halterung 13 eingesetzt werden kann. Fluchten die Buchse 20 und die Bohrung 33, kann ein Führungszapfen 26 hindurch geschoben werden, um ein Gelenk zwischen der Halterung 13 und dem Befestigungsabschnitt 16 zu bilden. Durch die in den 1 und 2 vertikale Erstreckung des Rechteckprofils 31 bietet das Fußteil 28 die Möglichkeit, einen größeren Abstand zu Unterkonstruktion herzustellen. Durch die Variation der Länge des Rechteckprofils 31 lassen sich auch Toleranzen in der Unterkonstruktion im Wesentlichen rechtwinklig zur Konstruktionsebene der plattenförmigen Elemente ausgleichen.
3 zeigt eine Seitenansicht eines montierten Haltesystems. Auf einer Dachlatte 40 ist das Haltesystem aus der Klemmenvorrichtung 10 und dem Befestigungsabschnitt 16 aufgeschraubt. Die Halterungen 12, 13 sind übereinander angeordnet, wobei ihre Öffnungen 14 in entgegengesetzte Richtungen weisen. In die maulförmigen Öffnungen 14 der Halterungen 12, 13 sind Solarmodule 42 mit ihren oberen und unteren Rändern eingeschoben. Durch die Anordnung der Halterungen 12, 13 übereinander sind die Solarmodule 42 nicht in derselben Erstreckungsebene, sondern in unterschiedlichen Ebenen und mit gleicher Neigung α schuppenförmig versetzt angeordnet, ohne sich allerdings zu überlappen. Die Neigung α der Module 42 erfordert eine winkelige Anordnung der Halterungen 12, 13 gegenüber der Grundkonstruktion, hier den Dachlatten 40. Ist deren entsprechender Winkel α durch die Art der Befestigung fest eingestellt wie im Stand der Technik, können sich geringe Maßabweichungen wegen der kettenförmigen Verknüpfung der Module untereinander durch das Haltesystem zu nicht mehr auszugleichenden Beträgen summieren. Die Maßabweichungen auszugleichen, bedeutet einen hohen Montageaufwand und Korrekturarbeit.
Die erfinderische gelenkige Lagerung jeder Halterung 12, 13 gegenüber der anderen Halterung bzw. dem Befestigungsabschnitt 16 dagegen ermöglicht eine Winkeleinstellung in jedem Befestigungspunkt eines Solarmoduls 42. Dadurch können Maßabweichungen sofort ausgeglichen werden, womit sich die Montage der Module 42 in dem Haltesystem erleichtert. Außerdem können Spannungen infolge von Maßabweichungen oder unsorgfältiger Montage vermieden werden, für die insbesondere die Solarmodule 42 besonders anfällig sind.
Am unteren und oberen Rand einer Anlage aus mehreren Solarmodulen 42 (siehe 3 und 4) ist ein Haltesystem aus lediglich einer oberen Halterung 12 und einem Befestigungsabschnitt 16 erforderlich, der grundsätzlich genauso aufgebaut ist wie bei dem den 1 und 2 gezeigten Haltesystem. Lediglich auf die untere Halterung 13 wird hier verzichtet. Mangels Überdeckung bildet sich in der in 4 dargestellten Anordnung der Module 42 ein horizontal verlaufender Spalt 44, durch den hindurch die Unterkonstruktion aus Dachlatten 40 erkennbar wird.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht montierter Solarmodule 56 auf einem alternativen Haltesystem. Es umfasst neben einer grundsätzlich ähnlich aufgebauten Klemmenvorrichtung 50 einen linear angeordneten Befestigungsabschnitt 52 mit einer waagerecht verlaufenden Profilstange 54. Sie trägt die Klemmenvorrichtung 50 zur Befestigung der Solarmodule 56.
Die 6 und 7 zeigen die Bestandteile des Haltesystems im Detail. Es setzt sich zusammen aus der Profilstange 54 als Befestigungsabschnitt 52 und einer daran befestigten Klemmenvorrichtung 50. Sie umfasst zwei Halterungen 58, 59, die so angeordnet sind, dass ihre Öffnungen 60 (7) voneinander weg weisen. Jede Halterung 58, 59 setzt sich aus einem Oberschenkel 62 und einem Unterschenkel 64 zusammen. Die Schenkel 62, 64 der Halterungen 58, 59 sind jeweils vollkommen identisch aufgebaut, unabhängig davon, ob sie die obere Halterung 58 oder die untere Halterung 59 bilden. Dieses Gleichteileprinzip verringert die Herstellungskosten des Haltesystems. Außerdem vereinfacht es dessen Montage, weil die einzelnen Schenkel 62, 64 nur noch nach ihrem Einsatz als Oberschenkel 62 oder Unterschenkel 64 unterschieden werden müssen, nicht aber danach, ob sie in der oberen Halterung 58 oder in der unteren Halterung 59 eingebaut werden.
An ihrer den Öffnungen 60 abgewandten Seite bilden die Schenkel 62, 64 einen Stirnabschnitt 66, 68 mit Kontaktflächen 70. An den Kontaktflächen 70 werden die Schenkel 62, 64 zusammengespannt, um gemeinsam eine U-förmige Halterung 58, 59 zu bilden. Im Stirnabschnitt 68 des Unterschenkels 64 weist die Kontaktfläche 70 eine in Querrichtung zur Halterung 58, 59 verlaufende Nut 72 auf, in die eine Feder 74 an der Kontaktfläche 70 des Stirnabschnitts 66 eingreift. Die Stirnabschnitte 66, 68 der Schenkel 62, 64 weisen mittig ein Langloch 76 auf, das von einer Befestigungsschraube 78 durchsetzt ist.
Der Stirnabschnitt 66 des Oberschenkels 62 weist auf seiner der Kontaktfläche 70 gegenüberliegenden Oberseite eine konvexe Wölbung 80 auf. Sie trägt eine in Querrichtung der Halterung 58, 59 verlaufende Riffelung 82. Der Stirnabschnitt 68 des Unterschenkels 64 weist auf seiner der Kontaktfläche 70 gegenüberliegenden Unterseite eine entsprechend konkave Wölbung 84 mit einer ebenfalls quer verlaufenden Riffelung 82 auf.
Die Profilstange 54 ist ein geschlitztes (Schlitz 90), in umgekehrter T-Form hinterschnittenes Hohlprofil mit einer planen Unterseite 86 und einer ebenfalls konvex gewölbten Oberseite 88. Sie ist in Längsrichtung der Profilstange 54 durch den Schlitz 90 geteilt. Beidseits des Schlitzes 90 weist sie eine schlitzparallele Riffelung 82 auf. In den umgekehrt T-förmigen Innenraum 92 lässt sich eine nicht dargestellte Mutternplatte einsetzen, die ein Widerlager für die Befestigungsschraube 78 bildet. Die Mutternplatte ist innerhalb des Profils 54 in Längsrichtung frei verschiebbar.
Die Gestaltung der Profilstange 54 und der Schenkel 62, 64 lässt deren einfache und kostengünstige Montage als Strangpressprofil beispielsweise aus Aluminium zu, so dass sie von einem entsprechenden Profilstrang in der gewünschten Länge abgeschnitten werden können. Die Schenkel 62, 64 benötigen dann jedenfalls noch einen Nachbearbeitungsschritt zur Herstellung des Langlochs 76, die Profilstange 54 ist quasi unverändert verwendbar.
Zur Montage des Haltesystems werden jeweils abwechselnd ein Unterschenkel 64 und ein Oberschenkel 62 auf der Profilstange 54 übereinander und mit fluchtenden Langlöchern 76 angeordnet, so dass die in den Halterungen 58, 59 entstehenden maulförmigen Öffnungen 60 voneinander weg weisen. In die Langlöcher 76 wird die Befestigungsschraube 78 eingesetzt und in der Mutternplatte innerhalb der Profilstange 54 vorläufig eingeschraubt. Die Nut 72 in den Unterschenkeln 64 und die entsprechende Feder 74 in den Oberschenkeln 62 greifen ineinander ein und verhindern, dass sich die Schenkel 62, 64 um die Schraube 78 gegeneinander verdrehen. Die jeweils konvexen Wölbungen 80, 88 und die konkaven Wölbungen 84 greifen ineinander. Durch die Riffelung 82 entsteht zwischen den Wölbungen 80, 84, 88 ein gewisser Formschluss, der ein Verschieben quer zur Riffelung 82 erschwert. Sie verhindert jedoch keine absichtliche Verschiebung, um die Halterungen 58, 59 gegeneinander oder gegenüber der Profilstange 54 zur Einstellung der Endlage zu verschwenken. Diese Verschwenkungen gegeneinander ermöglichen die Langlöcher 76, deren Längsachsen sich in eine Richtung quer zur Riffelung 82 erstrecken. Dadurch erhalten die jeweiligen Schenkel 62, 64 und mit ihnen die Halterungen 58, 59 ein entsprechendes Spiel rechtwinklig zur Längsachse der Profilstange 54. Die Nuten 72 und die Federn 74 sorgen jetzt zusätzlich dafür, dass die Oberschenkel 62 und die Unterschenkel 64, die jeweils eine Halterung 58, 59 bilden, nur gemeinsam gegenüber einer anderen Halterung oder der Profilstange 54 verschwenkt werden können.
Jetzt können die plattenförmigen Elemente 56 (vgl. 5) in die Öffnungen 60 eingesetzt und eventuell ausgerichtet werden. Dazu kann die Neigung der Halterungen 58, 59 angepasst und die gesamte Klemmenvorrichtung 50 in Richtung der Längsachse der Profilstange 54 noch verschoben werden. Ist die Endlage der Module 56 erreicht, wird sie durch Anziehen der Befestigungsschrauben 78 endgültig fixiert. Sie verspannen dabei nicht nur die Schenkel 62, 64 untereinander zu Halterungen 58, 59 für die Solarmodule 56, sondern befestigen die Halterungen 58, 59 auch in ihrer relativen Lage zueinander und gegenüber der Profilstange 54, spannen die Oberschenkel 62 und die Unterschenkel 64 zusammen und damit die Module 56 zwischen ihnen ein. Um eine zuverlässige und schadensfreie Klemmung der Module 56 in den Halterungen 58, 59 zu gewährleisten, sind die Anlageflächen 94 der Oberschenkel 62 und Unterschenkel 64 mit einer gegebenenfalls elastischen Schicht 96 belegt. Mit ihr können sogar noch geringfügigere Toleranzen ausgeglichen und vermieden werden, so dass beispielsweise bei einer geringfügig zu weit verschwenkten Halterung 50 keine Spannungsspitzen am Solarmodul 56 durch die Klemmung in der Halterung 58, 59 entstehen.
Das erfinderische Haltesystem bietet darüber hinaus auch eine alternative Montagemöglichkeit: Die Befestigung der Module 56 kann vorteilhaft auch quasi „lagenweise” erfolgen, indem nach der Montage des Befestigungsabschnitts 16 zuerst ein Unterschenkel 64, anschließend ein Modul 56 und dann ein Oberschenkel 62 zur Erstellung zum Beispiel einer unteren Halterung 59 übereinander angeordnet und zumindest vorübergehend fixiert werden, bevor mit der Montage eines weiteren Moduls 56 in einer oberen Halterung 58 in gleicher Weise fortgefahren wird. Diese Vorgehensweise ermöglicht den Austausch von beispielsweise gebrochenen oder defekten Modulen, ohne benachbarte, intakte Module ausbauen zu müssen.
8 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform des erfinderischen Haltesystems aus Halterungen 120, 130 und einem Befestigungsabschnitt 160. Die Halterungen 120, 130 sind prinzipiell wie die Halterungen 58, 59 aus Oberschenkeln 102, 106 und Unterschenkeln 104, 108 aufgebaut. Sie sind miteinander allerdings mit jeweils einer Schraube 110, 112 verspannt. An ihren Kontaktflächen weisen sie ebenfalls kreisbogenartige konvexe bzw. konkave Wölbungen auf, durch die sie gegeneinander verschwenkbar sind. Untereinander bzw. mit dem Befestigungsabschnitt 160 sind die Halterungen 120, 130 ebenfalls mit jeweils einer Befestigungsschraube 116, 114 verbunden. Um eine Verschwenkung der Halterungen 120, 130 gegeneinander und gegenüber dem Befestigungsabschnitt 160 zu ermöglichen, verlaufen die Schauben 116, 114 in den Unterschenkeln 104, 108 in sich nach unten weitenden konischen Bohrungen 118, 122. Diese jeweils separate Befestigung der Halterungen 120, 130 untereinander und am Befestigungsabschnitt 160 ließe sich zum Beispiel auch an den Halterungen 58, 59 verwirklichen.
Diese Konstruktion ermöglicht die Anordnung der Halterungen 120, 130 vollständig übereinander, so dass die Halterung 120 in einer vertikalen Draufsicht die Halterung 130 vollständig überdeckt. Dadurch überlappen sich die Ränder darin befestigter Module, sodass ebenfalls in einer Draufsicht auf die montierten Module – anders als in 4 – kein Spalt zwischen ihnen erkennbar ist.

10: Klemmenvorrichtung
12: obere Halterung
13: untere Halterung
14: Öffnung
16: Befestigungsabschnitt
18: Ansatz
20: Buchse
22: Lasche
24: Freiraum
26: Führungszapfen
28: Fußteil
30: Bodenplatte
32: Senkloch
33: Bohrung
34: Gabel
36: Senkloch
38: Zinke
40: Dachlatte
42: Solarmodul
44: Spalt
50: Klemmenvorrichtung
52: Befestigungsabschnitt
54: Profilstange
56: Solarmodul
58: obere Halterung
59: untere Halterung
60: Öffnung
62: Oberschenkel
64: Unterschenkel
66: Stirnabschnitt
68: Stirnabschnitt
70: Kontaktfläche
72: Nut
74: Feder
76: Langloch
78: Befestigungsschraube
80: konvexe Wölbung
82: Riffelung
84: konkave Wölbung
86: plane Unterseite
88: konvex gewölbte Oberseite
90: Schlitz
92: Innenraum der Profilstange 54
94: Anlagefläche
96: Schicht
102: Oberschenkel
104: Unterschenkel
106: Oberschenkel
108: Unterschenkel
110: Schraube
112: Schraube
114: Befestigungsschraube
116: Befestigungsschraube
118: konische Bohrung
120: obere Halterung
122: konische Bohrung
130: untere Halterung
160: Befestigungsabschnitt Neigung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 531869 A2 [0002]
- DE 10213902 A1 [0003]

Claims

Mehrteiliges Haltesystem zur Befestigung plattenförmiger Elemente vorzugsweise an der Außenhülle eines Gebäudes, insbesondere für Solarmodule (42; 56) zur Montage an Fassaden oder auf Dächern, – mit einer Klemmenvorrichtung (10; 50), die eine obere U-förmige Halterung (12; 58; 120) mit einer maulförmigen Öffnung (14) für ein oberes Element und eine U-förmige Halterung (13; 59; 130) mit einer maulförmigen Öffnung (14; 60) für ein unteres Element umfasst, wobei die Halterungen (12; 13; 58; 59; 120; 130) übereinander angeordnet und die Öffnungen (14; 60) voneinander weg orientiert sind, und – mit einem Befestigungsabschnitt (16; 160) für die Montage der Klemmenvorrichtung (10; 50) am Gebäude, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Halterung (12; 58; 120) und/oder die untere Halterung (13; 59; 130) gegenüber dem Befestigungsabschnitt (16; 160) verschwenkbar und arretierbar sind.
Haltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen (12; 13; 58; 59; 120; 130) gegeneinander verschwenkbar und arretierbar sind.
Haltesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Halterung (12) und die untere Halterung (13) gegeneinander und/oder gegenüber der Befestigungsvorrichtung (16) gelenkig gehalten sind.
Haltesystem nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen (12; 13) über Gelenkabschnitte (18; 22) verfügen, mit denen sie gemeinsam und mit dem Befestigungsabschnitt (16) Gelenke bilden.
Haltesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen (58; 59; 120; 130) untereinander und mit dem Befestigungsabschnitt (16; 160) Kontaktflächen (80; 84) aufweisen, die jeweils paarweise und einander entsprechend konvex bzw. konkav gewölbt sind.
Haltesystem nach dem obigen Anspruch, gekennzeichnet durch unebene Kontaktflächen (80; 84).
Haltesystem nach dem obigen Anspruch, gekennzeichnet durch eine Befestigungsschraube (78), die die Klemmenvorrichtung (50) in vertikaler Richtung zur Ebene der plattenförmigen Elemente (56) in Langlöchern (76) durchsetzt und mit der die Halterungen (58; 59) an der Befestigungsvorrichtung (16) befestigbar sind.
Haltesystem nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (16) eine Profilstange (54) umfasst, auf der die Klemmenvorrichtung (10; 50) befestigbar ist.
Haltesystem nach dem obigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilstange (54) ein geschlitztes Hohlprofil ist, in das eine Mutternplatte verschiebbar einsetzbar ist.
Haltesystem nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Halterung (58; 59; 120; 130) zweiteilig in einen Oberschenkel (62; 102; 106) und einen Unterschenkel (64; 104; 108) geteilt ist, die jeweils baugleich sind und durch jeweils oder nur eine Schraube (78; 110; 112) miteinander verspannt sind.
Haltesystem nach obigem Anspruch, gekennzeichnet durch Mittel (72; 74) zur Erzeugung eines Formschlusses an den Kontaktflächen (70) der Schenkel (62; 64; 102; 104; 106; 108) einer Halterung (58; 59; 120; 130).
Haltesystem nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (94) der Halterungen (12; 13; 58; 59; 120; 130) mit einer Schutzauflage (96) versehen sind.