DE102011079934A1 - Aluminum-wood-core composite profile for elevations of solar modules, comprises load-through glued wood core provided with closed cross-section shell and hollow structure that is slid in transverse or longitudinal direction - Google Patents
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Abstract
Description
Es ist schon lange bekannt, ein Verbundprofil aus einem Holzkern und einem Metallmantel herzustellen und für die verschiedensten Anwendungen zu benutzen. Beispielsweise ist seit den 70er Jahren des vergangenen Jahrhunderts aus der
In ähnlicher Weise offenbart die Schrift
Die zuletzt genannte DE-OS gibt als Anwendungsgebiete Treppengeländerstangen oder dergl. an. Demgegenüber zeigt das Gebrauchsmuster
Die Gebrauchsmusterschrift
Der Vollständigkeit halber sei bemerkt, dass geschlossene Aluminiumprofile als Aufständerungen ebenfalls bekannt sind, beispielsweise für Gerüste von Solarmodulen und für Gerüste von Zelten. So zeigt etwa die Schrift
Aufgabe und LösungTask and solution
Gegenüber der Gebrauchsmusterschrift
Dies geschieht nach den Ansprüchen durch eine verbesserte Materialwahl und eine abgestimmte Dimensionierung von Metallhülle und Holzkern. Insbesondere wird diese Aufgabe durch ein Aluminium-Holzkern-Verbundprofil nach dem Anspruch 1 gelöst, das einen durchgehend mittragenden Holzkern aufweist. „Durchgehend mittragend” bedeutet, dass es nicht genügt, zwei Aluminium-Hohlprofile durch einen Holz-Verbinder zu verbinden (
Vorteile gegenüber dem Stand der TechnikAdvantages over the prior art
Der Aluminiummantel nach dem Anspruch 1 hat die Vorteile, dass er im Verhältnis zu anderen Werkstoffen leicht und witterungsbeständig ist. Im Vergleich zu einem Stahlmantel ist der E-Modul des Werkstoffs Aluminium geringer, so dass eine Biegebeanspruchung des erfindungsgemäßen Verbundprofils schon von der Materialkombination her (d. h. noch ohne überhaupt eine Dimensionierung des Verbund-Querschnitts einzubeziehen) gleichmäßiger auf den Kernwerkstoff Holz und auf den Mantelwerkstoff Aluminium verteilbar ist.The aluminum shell according to
Ein Knicken der Aluminiumwand wird u. a. dadurch vermieden, dass die Trage-Reserven des Holzkerns mit einer zunehmenden Deformation des Aluminiummantels immer mehr ins Spiel kommen. Für diesen Effekt ist Aluminium besser geeignet als Stahl, und zwar wegen seines zum Holz ähnlicheren E-Moduls, der schon im elastischen Belastungsbereich – vor einer bleibenden Deformation des Metalls – wirksam wird. Ein Zusammenspiel zwischen Holz und Metall kann durch die Verwendung von Aluminium besser optimiert werden.A buckling of the aluminum wall is u. a. This avoids that the bearing reserves of the wood core with increasing deformation of the aluminum shell more and more come into play. For this effect, aluminum is better suited than steel, because of its more similar to the wood modulus of elasticity, which is effective even in the elastic load area - before a permanent deformation of the metal. Interaction between wood and metal can be better optimized by using aluminum.
Der Holzkern bringt in dem Verbundprofil nach dem Anspruch 1 den Vorteil, dass die Wanddicke und/oder der Querschnitt des tragenden Aluminiums vermindert werden kann im Vergleich zu einem reinen Aluminiumprofil ohne Holzkern. Holz ist ein nachwachsender Rohstoff, während Aluminium ein energieaufwändig herzustellender Rohstoff ist. The wood core brings in the composite profile according to
Das neue Aluminium-Holzkern-Verbundprofil ist in der Summe seiner Eigenschaften besonders geeignet für Aufständerungen von Solarmodulen, jedoch nicht hierauf beschränkt. Sowohl auf Dächern, d. h. auf Pfetten und Dachlatten, wie auch auf Erd- oder Bodenankern sind Tragekonstruktionen oder Aufständerungen nützlich, deren Profile gleichzeitig tragfähig, leicht, witterungsbeständig und umweltfreundlich sind.The new aluminum-wood core composite profile is in the sum of its properties particularly suitable for mounting of solar modules, but not limited thereto. Both on roofs, d. H. on purlins and roof battens, as well as on earth or ground anchors are useful support structures or elevations whose profiles are simultaneously stable, light, weather-resistant and environmentally friendly.
Ein geschlossenes Aluminiumprofil (rund oder viereckig usw.) hat den Vorteil, dass der Holzkern in seiner Gesamtheit witterungsbeständig ummantelt ist.A closed aluminum profile (round or square, etc.) has the advantage that the wood core in its entirety is coated weather-resistant.
Ein U-förmiges und damit geöffnetes Aluminiumprofil bietet die Möglichkeit, dass ein Reißen oder Stauchen oder Knicken einer ansonsten vorhandenen Aluminiumwand an einer stark belasteten Seite des Verbundprofils vermieden werden kann. Durch ein gezieltes Weglassen oder Schwächen der Aluminiumhülle an einer stark belasteten Seite kann der Holzkern ersatzweise eine Last aufnehmen, für die er an dieser Belastungsstelle und bei dieser Belastungsart besser geeignet ist, als eine Aluminiumwand es wäre. Auch durch diese konstruktive Maßnahme kann die Last (abhängig von einer anderweitig getroffenen Holzauswahl und von der sonstigen relativen Dimensionierung) gleichmäßiger auf die Verbundkomponenten verteilt werden. Auch verschieden dicke Aluminiumwände eines geschlossenen Hohlprofils kommen für die bessere Lastverteilung in Frage, wobei das ungleichmäßige Aluminiumhohlprofil beispielsweise nicht nur aus einem Stück, sondern auch aus (im Querschnitt gesehen) zwei oder mehr Teilprofilen zusammengesetzt sein kann. Beispielsweise können zwei U-Teilprofile ineinander gesteckt werden, um den Holzkern zu umkleiden.A U-shaped and thus opened aluminum profile offers the possibility that tearing or compression or buckling of an otherwise existing aluminum wall on a heavily loaded side of the composite profile can be avoided. By intentionally omitting or weakening the aluminum shell on a heavily loaded side, the wood core can alternatively accommodate a load for which it is better suited at this point of loading and under this type of load than an aluminum wall would be. Also by this constructive measure, the load (depending on an otherwise made wood selection and the other relative dimensioning) can be distributed more evenly to the composite components. Also different thicknesses of aluminum walls of a closed hollow profile come for better load distribution in question, the uneven aluminum hollow profile, for example, not only from one piece, but also from (seen in cross-section) may be composed of two or more sub-profiles. For example, two sub-sub-profiles can be plugged into each other to cover the wood core.
Mehrere Merkmale des Holzkerns können den Verbund verbessern: ein hoher E-Modul und eine hohe Dichte wie beispielsweise bei Buchenholz, Verleimung und/oder geeigneter Faserverlauf des Holzkerns in Profilrichtung, Hirnholz für stark beanspruchte Flächen oder freie Endflächen.Several characteristics of the wood core can improve the bond: a high modulus of elasticity and a high density such as in beech wood, gluing and / or suitable grain profile of the wood core in profile direction, end grain for heavily used surfaces or free end surfaces.
Eine geschickte Dimensionierung des Verbundprofils (Verhältnis der Elastizitätsmodule sowie das Verhältnis der Querschnittsflächen des Aluminiumsmantels und des Holzkerns) hat den Vorteil, dass eine Biegebelastung nochmals gleichmäßiger auf den Aluminiummantel und den Holzkern verteilt werden kann. Ein günstiger Flächenanteil des Aluminiumquerschnitts beträgt etwa 10%, vorzugsweise liegt er zwischen 5% und 20%. Der Fachmann hat hier ein zusätzliches Mittel in der Hand, um die Material-, Energie- und Produktionskosten des Verbundprofils (und damit der gesamten Aufständerung) zu senken. Der ökologische Aspekt, insbesondere eines Solarmoduls und seiner Aufständerung, wird auch hieran gemessen.A clever dimensioning of the composite profile (ratio of the moduli of elasticity and the ratio of the cross-sectional areas of the aluminum sheath and the wood core) has the advantage that a bending load can be distributed evenly more uniformly on the aluminum sheath and the wood core. A favorable surface area of the aluminum cross-section is about 10%, preferably between 5% and 20%. The skilled person has here an additional means in hand to reduce the material, energy and production costs of the composite profile (and thus the entire elevation). The ecological aspect, in particular of a solar module and its elevation, is also measured by this.
Eine lose Ummantelung hat den Vorteil, dass ein etwaiges Quellen oder Verziehen des Holzkerns die Integrität des Aluminiummantels nicht beeinträchtigt, falls dies in einer speziellen Anwendung des Verbundprofils wichtig ist.A loose sheath has the advantage that any swelling or warping of the wood core does not affect the integrity of the aluminum sheath, if this is important in a particular application of the composite profile.
Ein fester Verbund, bei dem der Holzkern den Aluminiummantel gegebenenfalls schon bei der Herstellung des Produkts etwas verformen wird (z. B. durch einen Press-Sitz nach Eintreiben des Holzkerns oder durch ein Einkrallen nach Umbördelung oder durch eine Verschraubung nach einem zunächst losen Sitz oder durch ein Verkleben usw.), hat den Vorteil, dass die Belastungskräfte durch beide, den Aluminiummantel und den Holzkern, gleichzeitig und damit von Anfang an gleichmäßig aufgenommen werden.A solid composite in which the wood core will eventually deform the aluminum shell somewhat during the manufacture of the product (eg by a press fit after driving in the wood core or by a clawing after beading or by a screw connection after a first loose fit or by gluing etc.), has the advantage that the loading forces are absorbed by both, the aluminum shell and the wood core, simultaneously and thus evenly from the beginning.
Ausführungsbeispieleembodiments
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Patentzeichnung dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to embodiments which are illustrated in the patent drawing. It shows:
In
Der Aufbau des Ständers
Die
Insgesamt werden also für die bodenverankerten Aufständerungen
Die
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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