DE102010010249A1

DE102010010249A1 - Solarmodulanordnung

Info

Publication number: DE102010010249A1
Application number: DE102010010249A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Heise; Florian Geier
Original assignee: Montaflex Aluminiumprofile & Bauartikel GmbH; MONTAFLEX ALUMINIUMPROFILE and BAUARTIKEL GmbH; Ndb Bautechnik & Co KG GmbH
Current assignee: Montaflex Aluminiumprofile & Bauartikel GmbH; MONTAFLEX ALUMINIUMPROFILE and BAUARTIKEL GmbH; Ndb Bautechnik & Co KG GmbH
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2011-09-08
Anticipated expiration: 2030-03-04
Also published as: DE202010017422U1; DE102010010249B4

Abstract

Eine Solarmodulanordnung mit in einem vorbestimmten Abstand zueinander an einer Trageinrichtung (1) befestigbaren, in einer Längsrichtung erstreckten Halteprofilen (5) und mit Solarmodulen (6), die mit Rahmenteilen in zueinander offenen Profilnuten (7, 8) zweier benachbarter Halteprofile (5) eingesetzt sind, wobei die Profilnuten (7, 8) durch einen an der Trageinrichtung (1) befestigbaren Innenschenkel (10, 11) und einen mit dem Innenschenkel (10, 11) durch einen einen Nutgrund der Profilnut (7, 8) bildenden Mittelsteg (9) verbundenen Außenschenkel (16, 17) begrenzt sind, sodass sich vom Mittelsteg (9) aus zwei Innenschenkel (10, 11) und zwei Außenschenkel (16, 17) in entgegensetzte Richtungen erstrecken, die jeweils eine Anlagefläche (12, 18) für das in die Profilnut (7, 8) eingesetzte Rahmenteil des Solarmoduls (6) aufweisen, wobei der Abstand der Anlageflächen (12, 18) der Dicke des Rahmenteils entspricht und wenigstens einer der Innenschenkel (10, 11) zwischen der Anlagefläche (12) und dem Mittelsteg (9) eine versetzte, den Abstand zur gegenüberliegenden Anlagefläche (18) vergrößernde Ausnehmung (19) aufweist, die ein schräges Einführen eines Rahmenteils in die Profilnut (8) ermöglicht, erlaubt unter Beibehaltung eines kompakten und nicht in seiner Dicke vergrößerten Halteprofils (5) unterschiedliche Befestigungsarten mit unterschiedlichen Funktionen dadurch, dass die Innenschenkel (13, 11) neben der Anlagefläche (12) eine zum Rahmenteil des Solarmoduls (6) hin offene Kammer (13) aufweisen, die zur Aufnahme eines Kopfes (15, 15') eines Befestigungsmittels (4, 26) geeignet sind und dass zwischen dem Mittelsteg (9) und wenigstens einer der Kammern (13) eine zur Trageinrichtung (1) geöffnete Gleitnut (20) ausgebildet ist, in die ein T-förmiges Gleitstück (27) der Trageinrichtung (1) für eine optionale Verbindung des Halteprofils (5) mit der Trageinrichtung (1) einschiebbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Solarmodulanordnung mit in einem vorbestimmten Abstand zueinander an einer Trageinrichtung befestigbaren, in einer Längsrichtung erstreckten Halteprofilen und mit Solarmodulen, die mit Rahmenteilen in zueinander offenen Profilnuten zweier benachbarter Halteprofile eingesetzt sind, wobei die Profilnuten durch einen an der Trageinrichtung befestigbaren Innenschenkel und eine mit dem Innenschenkel durch einen einen Nutgrund der Profilnut bildenden Mittelsteg verbundenen Außenschenkel begrenzt sind, sodass sich vom Mittelsteg aus zwei Innenschenkel und zwei Außenschenkel in entgegensetzten Richtungen erstrecken, die jeweils eine Anlagefläche für das in die Profilnut eingesetzte Rahmenteil des Solarmoduls aufweisen, wobei der Abstand der Anlageflächen der Dicke des Rahmenteils entspricht und wenigstens einer der Innenschenkel zwischen der Anlagefläche und dem Mittelsteg eine versetzte, den Abstand zur gegenüberliegenden Anlagefläche vergrößernde Ausnehmung aufweist, die ein schräges Einführen des Rahmenteils in die Profilnut ermöglicht.
Solaranordnungen zur Anbringung einer Vielzahl von Solarmodulen auf einer Trageinrichtung, beispielsweise einer Fassadenwand, einem Schrägdach, einem auf einem Flachdach positionierten Traggestell usw., sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. Durch DE 201 10 459 U1 ist eine Solarmodulanordnung bekannt, bei der eine Vormontage der als Horizontalprofile ausgebildeten Halteprofile auf der durch vertikale Trägerprofile gebildeten Trägereinrichtung möglich ist und die Solarmodule anschließend dadurch eingesetzt werden, dass die obere Kante des Solarmoduls schräg in die nach unten offene Profilnut des oberen Horizontalprofils soweit eingeschoben wird, dass die untere Kante des Solarmoduls über die Begrenzung der nach oben offenen Profilnut des unteren Halteprofils geschwenkt werden kann. Durch Absenken des Solarmoduls in die untere, nach oben offene Profilnut des unteren Horizontalprofils wird das Solarmodul aufgrund seines Gewichts sicher in der Anordnung gehalten, wenn die Absenkung nur um ein solches Stück erfolgt, dass die obere Kante des Solarmoduls noch von der nach unten offenen Profilnut des oberen Halteprofils gehalten wird. Bei dieser Konstruktion können die Halteprofile einstückig ausgebildet sein und bedürfen keiner Montage von Verriegelungsstücken u. ä. Die Halteprofile sind mit den vertikalen Profilen durch Schrauben fest verbunden. Eine andere Befestigungsart ist nicht vorgesehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Solarmodulanordnung so auszubilden, dass in einfacher Weise unterschiedliche Anforderungen erfüllt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Solarmodulanordnung der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschenkel neben der Anlagefläche eine zum Rahmenteil des Solarmoduls hin offene Kammer aufweisen, die zur Aufnahme eines Kopfes eines Befestigungsmittels geeignet sind und dass zwischen dem Mittelsteg und wenigstens einer der Kammern eine zur Trageinrichtung hin geöffnete Gleitnut ausgebildet ist, in die ein T-förmiges Gleitstück der Trageinrichtung für eine optionale Verbindung des Halteprofils mit der Trageinrichtung einschiebbar ist.
Bei der erfindungsgemäßen Solarmodulanordnung ist somit eine Formgebung des Halteprofils vorgesehen, die mehrere Befestigungsmöglichkeiten für das Halteprofil an der Trageinrichtung zur Verfügung stellt. Zum einen sind Kammern vorgesehen, die zur Aufnahme eines Kopfes eines Befestigungsmittels, insbesondere eines Schraubenkopfes oder eines Nietkopfes, geeignet sind, wobei vorzugsweise die Kammer am freien Ende des Innenschenkels mit einer Kammerwand begrenzt ist, die eine mit der Anlagefläche fluchtende Höhe aufweist. Dadurch trägt die äußere Begrenzungswand der Kammer zur Vergrößerung des Wirkungshebels der Anlagefläche bei. Darüber hinaus ist das Halteprofil mit einer zur Trageinrichtung – also zu seiner „Rückseite” hin – geöffneten Gleitnut ausgebildet, die auf ihrer offenen Seite Wandabschnitte aufweist, durch die ein T-förmiges Gleitstück der Trageinrichtung in der Gleitnut in Längsrichtung gleiten kann, in der eine Ebene parallel zur Trageinrichtung jedoch befestigt ist. Die erfindungsgemäße Formgebung ermöglicht die Unterbringung der Gleitnut ohne einen zusätzlichen Platzbedarf, sodass für die Befestigung des Halteprofils ein Gleitpunkt bezüglich der Trageinrichtung realisierbar ist, ohne hierfür eine zusätzliche Bauhöhe für die Solarmodulanordnung zu benötigen.
Die erfindungsgemäßen Halteprofile sind vorzugsweise horizontal angeordnet, wodurch es sich ergibt, dass die Halteprofile durch die eingesetzten Solarmodule an ihrer nach oben offenen Profilnut gewichtsbelastet, an ihrer nach unten gerichteten Profilnut hingegen nicht gewichtsbelastet sind. Selbstverständlich ist es, insbesondere aus architektonischen Gründen, durchaus möglich, die Halteprofile nicht streng horizontal zueinander auszurichten, sondern mit Neigungen zur Horizontalen, die auch 45° betragen können.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Trageinrichtung durch mit Abstand zueinander angeordnete Trägerprofile gebildet, die vorzugsweise senkrecht zu den Halteprofilen stehen.
Eine erleichterte Montage und ein sicheres Halten der Solarmodule in der Solarmodulanordnung wird dadurch erreicht, dass von den jeweils zwei Halteprofilen, die ein Solarmodul in ihren Profilnuten halten, der Außenschenkel des nicht gewichtsbelasteten Halteprofils eine größere Länge als der Außenschenkel des gewichtsbelasteten Halteprofils aufweist. Dadurch wird eine größere Sicherheit dafür erreicht, dass die obere Kante des Solarmoduls noch sicher in der nach unten offenen Profilnut des oberen Halteprofils gehalten wird, wenn die untere Kante vollständig in die nach oben offene Profilnut des unteren Halteprofils eingeschoben worden ist.
Obwohl die erfindungsgemäß verwendeten Halteprofile, wie auch die Tragprofile, in bevorzugter Ausführungsform als Strangpressprofile ausgebildet und hergestellt sind, kann es für große Solarmodulanordnungen erforderlich sein, mehrere Profilabschnitte aneinander zu setzen. Hierfür ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Halteprofil im Bereich wenigstens eines der Innenschenkel in Längsrichtung erstreckte, im Querschnitt kreisabschnittförmige Nuten aufweist, die zur Aufnahme von Verbindungsstiften zwischen benachbarten Abschnitten von Halteprofilen geeignet sind. In ähnlicher Weise kann eine in Längsrichtung erstreckte, kreisabschnittsförmige Nut an wenigstens einem Übergang des Mittelstegs zu einem der Außenschenkel ausgebildet sein.
In vorteilhafter Weise wird für die in Querschnitt kreisabschnittförmigen Nuten der Freiraum unter der Anlagefläche des Innenschenkels ausgenutzt, der nicht mit der zur Trageinrichtung hin geöffneten Gleitnut versehen ist. Diese befindet sich vorzugsweise nur im Bereich eines der Innenschenkel, vorzugsweise des Innenschenkels, der für die gewichtsbelastete Profilnut vorgesehen ist. Bei ungleich langen Außenschenkeln gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegt die Gleitnut somit dem kürzeren Außenschenkel gegenüber.
Die Erfindung soll im Folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
1 einen Vertikalschnitt durch eine Solarmodulanordnung aus einem vertikalen Tragprofil, an dem ein horizontales Tragprofil mit Schrauben befestigt ist, das mit einer nach oben offenen Profilnut die untere Kante eines oberen Solarmoduls und mit einer nach unten offenen Profilnut eine obere Kante eines unteren Solarmoduls hält;
2 eine Darstellung gemäß 1, bei der das horizontale Tragprofil an dem vertikalen Tragprofil mittels Nieten befestigt ist;
3 einen Vertikalschnitt durch eine Solarmodulanordnung, bei der an dem vertikalen Tragprofil ein T-förmiges Gleitstück befestigt ist, mit dem das Halteprofil in Längsrichtung gleitend mit dem vertikalen Tragprofil verbunden ist.
1 zeigt eine Trageinrichtung 1 in Form eines vertikalen Tragprofils, das beispielsweise als Z-Profil ausgebildet ist und mit einem Schenkel an einer Gebäudewand u. ä. anliegend montierbar ist. Mit einem beispielsweise senkrecht zu der Gebäudewand u. ä. stehenden Schenkel 2 wird ein Abstand zur Gebäudewand u. ä. und ein Übergang zu einem im Allgemeinen parallel zur Gebäudewand u. ä. stehenden Befestigungsschenkel 3 hergestellt. An dem Befestigungsschenkel 3 ist mittels Schrauben 4, die durch Bohrungen des Befestigungsschenkels 3 ragen und als Metallschrauben ausgebildet sind, ein horizontal erstrecktes Halteprofil 5 befestigt. Das Halteprofil 5 weist somit eine Längsrichtung auf, die in 1 senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Das Halteprofil 5 ist als Strangpressprofil ausgebildet und hergestellt. Es bildet zur Aufnahme eines oberen Solarmoduls 6 eine nach oben offene Profilnut 7 und zur Aufnahme eines unteren Solarmoduls 6 eine nach unten offene Profilnut 8 aus. Die beiden Profilnuten sind durch einen Mittelsteg 9 des Halteprofils 5 voneinander getrennt, der für die beiden Profilnuten 7, 8 somit den Profilgrund darstellt. Von dem Mittelsteg 9 erstreckt sich auf der zum Tragprofil 1 zeigenden Seite des Halteprofils 5 ein Innenschenkel 10 nach oben und ein Innenschenkel 11 nach unten. Der nach oben ragende Innenschenkel 10 bildet eine ebene Anlagefläche 12 für einen unteren Rand des Solarmoduls 6, das mit einem (nicht dargestellten) Rahmenteil in die nach oben offene Profilnut 7 ragt. Im Allgemeinen sind die Solarmodule durch ein umlaufendes Rahmenteil geschützt. Im Anschluss an die Anlagefläche 12 bildet der nach oben ragende Innenschenkel 10 eine zum Solarmodul 6 hin offene Kammer 13 aus, die an ihrem freien Enden durch eine Kammerwand 14 abgeschlossen ist, die sich bis auf die Höhe der Anlagefläche 12 erstreckt und somit die für die Führung des Solarmoduls 6 wirksame Fläche der Anlagefläche 12 vergrößert. Die Kammer 13 ist so dimensioniert, dass sie einen Kopf 15 der Schraube 4 vollständig aufnehmen kann. Die Kammer 13 erstreckt sich somit als U-förmige Rinne in Längsrichtung des Halteprofils 5. Die Schraube 4 ragt durch eine Durchgangsöffnung im Boden der Kammer 13, der an dem Befestigungsschenkel 3 des vertikalen Tragprofils 1 flächig anliegt.
Am freien Ende des Mittelstegs 9 erstrecken sich zwei Außenschenkel 16, 17 in entgegensetzte Richtungen von dem Mittelsteg 9 weg, also in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Außenschenkel 16 nach oben und der Außenschenkel 17 nach unten. Der Außenschenkel 16 ist dabei deutlich kürzer ausgebildet als der Außenschenkel 17. Beide Außenschenkel enden mit einer parallel zum zugehörigen Innenschenkel 10, 11 liegenden Anlagefläche 18. Der Abstand der aneinander gegenüberliegenden Anlagefläche 12, 18 entspricht dabei der Dicke des Rahmenteils des Solarmoduls 6, das von den beiden Profilnuten 7, 8 aufgenommen wird.
Der nach unten ragende Innenschenkel 11 weist in eine stark verkürzte Anlagefläche 12 auf, an die sich zum Mittelsteg 9 hin eine Ausnehmung 19 anschließt, durch die der Abstand zu der gegenüberliegenden Anlagefläche 18 vergrößert wird, sodass es möglich ist, die obere Kante des unteren Solarmoduls 6 mit einer geringen Schrägstellung in die nach unten offene Profilnut 8 einzuführen und dabei soweit einzuheben, dass das untere Ende des Solarmoduls 6 über den nach oben ragenden Außenschenkel 16 des darunter liegenden Halteprofils 5 gerät, sodass das untere Ende des Solarmoduls gegen die Anlagefläche 12 des nach oben ragenden Innenschenkels 10 zur Anlage kommt und dann durch Absenkung nach unten in die nach oben offene Profilnut 7 einführbar ist. 1 zeigt den fertig montierten Zustand des unteren Solarmoduls, das somit in die nach oben offene Profilnut 7 des unteren Halteprofils 5 abgesenkt ist, wodurch ein deutlicher Abstand von der oberen Kante des Solarmoduls 6 zum Mittelsteg 9 des Halteprofils 5 hervorgerufen wird.
Der nach oben ragende Innenschenkel 10 ist in Höhe der Anlagefläche 12 auf seiner Rückseite mit einer zum Befestigungsschenkel 3 hin geöffneten Gleitnut 20 versehen, die mit zwei parallel zur Kammerwand 14 verlaufenden Stegen 21 begrenzt ist. Von den Stegen ragt jeweils ein Wandstück 22 über die Öffnung der Gleitnut 20, sodass diese eine T-förmige Innenkontur aufweist.
In Höhe der Anlagefläche 12 und insbesondere der Ausnehmung 19 weist der nach unten ragende Innenschenkel 11 eine zum Befestigungsschenkel 3 hin offene Ausnehmung 23 auf, in deren Ecken sich in Querschnitt kreisabschnittförmige Nuten 24 befinden. Der Kreisabschnitt erstreckt sich dabei über etwa 270°, sodass die Nuten 24 geeignet sind, einen in sie eingesteckten (nicht dargestellten) Verbindungsstift aufzunehmen und zu halten. Mit Hilfe dieser Nuten gelingt es somit, mehrere Abschnitte von Halteprofilen 5 über Verbindungsstifte miteinander zu verbinden und zueinander exakt auszurichten. Dem gleichen Zweck dient eine ähnlich im Querschnitt kreisabschnittförmige Nut 25, die sich am Übergang von Mittelsteg 9 zum nach unten ragenden Außenschenkel 17 befindet.
1 macht deutlich, dass sowohl die Gleitnut 20 als auch die kreisabschnittförmige Nuten 24 innerhalb einer Materialdicke ausgebildet sind, die durch die Anlagefläche 12 einerseits und dem an der Trageeinrichtung 1 anliegenden Fläche des Bodens der Kammern 13 bestimmt ist. Eine zusätzliche Materialdicke wird daher nicht benötigt.
Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht dem Ausführungsbeispiel aus 1 mit dem Unterschied, dass für die Befestigung des Halteprofils 5 an dem Befestigungsschenkel 3 der Trageinrichtung 1 nicht Schrauben 4, sondern Nieten 26 mit zugehörigen Köpfen 15' vorgesehen sind. Da die Köpfe 15' kleiner als Köpfe 15 von Schrauben 4 ausgebildet sein können, sind auch die Köpfe 15' vollständig in den zugehörigen Kammern 13 eingelassen.
Bei den in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein unverändertes Halteprofil 5 verwendet, die Befestigung des Halteprofils 5 an der Trageinrichtung 1 jedoch nicht mittels Schrauben 4 oder Nieten 26 vorgenommen, sondern mittels eines T-förmigen Gleitstücks 27, das in die Gleitnut 20 des Halteprofils 5 eingeschoben ist. Das Gleitstück 27 ist über einen Verbindungssteg 28 mit einem flächigen Basisteil 29 einstückig verbunden. Das Basisteil 29 liegt flächig an dem Befestigungsschenkel 3 des Tragprofils 1 an und ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit diesem durch Schrauben 28 verbunden, die wiederum als Metallschrauben ausgebildet sind.
Die in 3 dargestellte Befestigung des Halteprofils erlaubt eine Verschiebung des Halteprofils in Längsrichtung, wodurch unterschiedliche thermische Ausdehnungen in Längsrichtung des Halteprofils 5 aufgenommen werden können, da eine Verschiebung des Halteprofils 5 relativ zu dem vertikalen Tragprofil 1 aufgrund der Verbindung über die Gleitnut 20 und das Gleitstück 27 möglich ist.
Das Halteprofil 5 erlaubt somit eine Fixpunktbefestigung mittels der Schrauben 4 bzw. Nieten 26 oder eine Gleitpunktbefestigung mit Hilfe eines in der Gleitnut 20 verschiebbaren Gleitstücks 27.
Das erfindungsgemäße Halteprofil 5 vereint somit eine Vielzahl von Funktionen, ohne dass hierdurch der Raumbedarf für das Halteprofil vergrößert würde. Die unterschiedlichen Funktionen lassen sich daher in einem kompakten Aufbau der Solarmodulanordnung realisieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 20110459 U1 [0002]

Claims

Solarmodulanordnung mit in einem vorbestimmten Abstand zueinander an einer Trageinrichtung (1) befestigbaren, in einer Längsrichtung erstreckten Halteprofilen (5) und mit Solarmodulen (6), die mit Rahmenteilen in zueinander offenen Profilnuten (7, 8) zweier benachbarter Halteprofile (5) eingesetzt sind, wobei die Profilnuten (7, 8) durch einen an der Trageinrichtung (1) befestigbaren Innenschenkel (10, 11) und einen mit dem Innenschenkel (10, 11) durch einen einen Nutgrund der Profilnut (7, 8) bildenden Mittelsteg (9) verbundenen Außenschenkel (16, 17) begrenzt sind, sodass sich vom Mittelsteg (9) aus zwei Innenschenkel (10, 11) und zwei Außenschenkel (16, 17) in entgegensetzte Richtungen erstrecken, die jeweils eine Anlagefläche (12, 18) für das in die Profilnut (7, 8) eingesetzte Rahmenteil des Solarmoduls (6) aufweisen, wobei der Abstand der Anlageflächen (12, 18) der Dicke des Rahmenteils entspricht und wenigstens einer der Innenschenkel (10, 11) zwischen der Anlagefläche (12) und dem Mittelsteg (9) eine versetzte, den Abstand zur gegenüberliegenden Anlagefläche (18) vergrößernde Ausnehmung (19) aufweist, die ein schräges Einführen eines Rahmenteils in die Profilnut (8) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschenkel (10, 11) neben der Anlagefläche (12) eine zum Rahmenteil des Solarmoduls (6) hin offene Kammer (13) aufweisen, die zur Aufnahme eines Kopfes (15, 15') eines Befestigungsmittels (4, 26) geeignet sind und dass zwischen dem Mittelsteg (9) und wenigstens einer der Kammern (13) eine zur Trageinrichtung (1) geöffnete Gleitnut (20) ausgebildet ist, in die ein T-förmiges Gleitstück (27) der Trageinrichtung (1) für eine optionale Verbindung des Halteprofils (5) mit der Trageinrichtung (1) einschiebbar ist.
Solarmodulanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (1) durch mit Abstand zueinander angeordnete Trägerprofile gebildet ist.
Solarmodulanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass von den jeweils zwei Halteprofilen (5), die ein Solarmodul (6) in ihren Profilnuten (7, 8) halten, ein Halteprofil (5) gewichtsbelastet und ein Halteprofil (5) nicht gewichtsbelastet ist und dass der Außenschenkel (17) des nicht gewichtsbelasteten Halteprofils (5) eine größere Länge als der Außenschenkel (16) des gewichtsbelasteten Halteprofils (5) aufweist.
Solarmodulanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteprofil (5) im Bereich wenigstens eines der Innenschenkel (10, 11) in Längsrichtung erstreckte, im Querschnitt kreisabschnittförmige Nuten (24) aufweist, die zur Aufnahme von Verbindungsstiften zwischen benachbarten Abschnitten von Halteprofilen (5) geeignet sind.
Solarmodulanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Längsrichtung erstreckte kreisabschnittförmige Nut (25) zur Aufnahme wenigstens eines Verbindungsstiftes an wenigstens einem Übergang von Mittelsteg (9) zu einem Außenschenkel (17) ausgebildet ist.