DE102012213734A1

DE102012213734A1 - Befestigungselement zur Montage von Solarmodulen bzw. Solarkollektoren auf einem Dach sowie Schrägdach mit einem Befestigungselement

Info

Publication number: DE102012213734A1
Application number: DE102012213734.3A
Authority: DE
Inventors: Klaus Schwerdtfeger; Gerald Schreiber
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: ERNST SCHWEIZER AG METALLBAU, CH
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2014-02-06
Also published as: EP2880374A1; WO2014020006A1

Abstract

Ein Befestigungselement (10) zur Montage von Solarmodulen bzw. Solarkollektoren auf einem Dach, insbesondere Schrägdach, hat ein Basisteil (12), das auf dem Dach befestigt werden kann, und ein Hakenteil (14), das mittels eines Schwenk-Einrast-Mechanismus am Basisteil (12) befestigt werden kann, wobei der Schwenk-Einrast-Mechanismus einen am Basisteil (12) einhängbaren Verbindungshaken (18) sowie einen Rastverschluss (20) umfasst, die in Längsrichtung (L) des Hakenteils (14) voneinander beabstandet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement zur Montage von Solarmodulen bzw. Solarkollektoren auf einem Dach, mit einem Basisteil, das auf dem Dach befestigt werden kann, und einem Hakenteil, das mittels eines Schwenk-Einrast-Mechanismus am Basisteil befestigt werden kann. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Schrägdach mit einem solchen Befestigungselement.
Zur Befestigung von Solarmodulen für Photovoltaikanlagen bzw. Solarkollektoren für Solarthermieanlagen auf Dächern, insbesondere Schrägdächern, werden Befestigungselemente in Form sogenannter Dachhaken verwendet, die Teil der Tragekonstruktion bilden. Diese Befestigungselemente sind hakenförmig ausgebildet, damit sie die Dachziegel umgreifen können, und werden an einem Ende mit den Dachsparren oder ggf. den Dachlatten des Hauses verschraubt. An ihrem anderen Ende tragen sie eine Schienenkonstruktion für die Solarmodule bzw. Solarkollektoren oder die Module/Kollektoren unmittelbar selbst.
Die DE 20 2005 004 348 U1 beschreibt ein Befestigungselement mit einer Grundplatte, die auf dem Dach festgeschraubt wird, und einem Hakenteil, das in die Grundplatte eingeclipst wird und mit diesem zusammen den Dachhaken bildet. Nachteilig bei diesem bekannten Dachhaken ist, dass Gewichts- und Schneelasten durch den relativ ungünstigen langen Hebelarm zu einem unerwünschten Lösen der Clipverbindung unter Last führen können.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Befestigungselement bzw. ein Schrägdach mit einem Befestigungselement bereitzustellen, das diese Nachteile des Stands der Technik vermeidet.
Erfindungsgemäß ist dazu bei einem Befestigungselement der eingangs genannten Art vorgesehen, dass der Schwenk-Einrast-Mechanismus einen am Basisteil einhängbaren Verbindungshaken sowie einen Rastverschluss umfasst, die in Längsrichtung des Hakenteils voneinander beabstandet sind. Dabei entspricht die Längsrichtung des Hakenteils, das im montierten Zustand die Dachziegel umgreift, gerade dem Hebelarm unter Last, und der Verbindungshaken legt die Drehachse fest. Da also bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Rastverschluss und der Verbindungshaken voneinander beabstandet sind, kann sich der Rastverschluss unter Last nicht bzw. nicht so leicht lösen, wie dies bei der aus dem Stand der Technik bekannten Anordnung der Fall ist. Vielmehr ist beim erfindungsgemäßen Befestigungselement durch die gewählten Geometrien dafür gesorgt, dass Gewichtslasten, beispielsweise eine im Winter auftretende Schneelast, den Rastverschluss in Einrastrichtung beaufschlagen, wodurch die Rastverbindung besonders stabil ist.
Als besonders günstige Geometrie hat sich herausgestellt, wenn der Rastverschluss zwischen dem Verbindungshaken und einem Mittelschenkel des Hakenteils angeordnet ist. Das Hakenteil ist dabei insbesondere U-förmig ausgebildet, und die Position des Rastverschlusses teilt die Länge des dem Dach zugewandten Schenkels etwa im Verhältnis 1:2 oder 1:1.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen der Verbindungshaken und der Rastverschluss einen Abstand voneinander auf, der im Wesentlichen einer Breite des Basisteils entspricht. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache Montage, da zunächst der Verbindungshaken an einem Ende des Basisteils eingehängt wird, und anschließend der Rastverschluss durch eine Schwenkbewegung am gegenüberliegenden Ende des Basisteils eingerastet wird.
Vorzugsweise ist das Hakenteil im Wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei an einem ersten Schenkel der Schwenk-Einrast-Mechanismus angeordnet ist und an einem zweiten Schenkel das Solarmodul bzw. der Solarkollektor festgelegt werden kann. Ein solches Befestigungselement lässt sich einfach herstellen und ist durch seine Form gut geeignet, die Dachziegel des Daches zu umgreifen.
Insbesondere ist der Verbindungshaken am freien Ende des ersten Schenkels des Hakenteils angeordnet. Dies erleichtert das Einhängen des Verbindungshakens am Basisteil und damit die Montage des Befestigungselements.
Eine besonders stabile Verbindung ergibt sich, wenn der Verbindungshaken im eingehängten Zustand einen Vorsprung am Basisteil hintergreift. So ist außerdem sichergestellt, dass sich der Verbindungshaken beim Einrasten des Hakenteils nicht unerwünscht löst.
Bevorzugt umfasst der Rastverschluss einen am Hakenteil angeformten Steg mit einer Rastnase, die im eingerasteten Zustand einen Vorsprung am Basisteil hintergreift. In Kombination mit dem Verbindungshaken ergibt sich somit eine sichere Verbindung von Basisteil und Hakenteil.
Um die auf das Befestigungselement und insbesondere das Hakenteil wirkenden Kräfte, beispielsweise eine hohe Schneelast im Winter, in das Basisteil und damit das Dach einzuleiten, weist das Hakenteil vorzugsweise einen Anschlagsteg auf, der zwischen Verbindungshaken und Rastverschluss angeordnet ist. Mit diesem kann sich das Hakenteil im montierten Zustand am Basisteil abstützen. Ein vorstehender Anschlagsteg hat zudem den Vorteil, dass das Basisteil eine vergleichsweise geringe Höhe aufweisen kann, was eine Materialersparnis mit sich bringt und eine Montage mit kurzen Schrauben erlaubt.
Vorteilhaft ist der Anschlagsteg in unmittelbarer Nähe des Rastverschlusses angeordnet, wodurch eine Verformung des Rastverschlusses unter Last weitgehend verhindert wird.
Eine besonders kostengünstige Ausgestaltung ergibt sich dadurch, dass das Basisteil als Profilschiene, also als Standardbauteil, ausgebildet ist.
Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Schrägdach mit einem Befestigungselement, wie es zuvor beschrieben wurde, wobei der Verbindungshaken im montierten Zustand auf dem Dach sich auf der höher liegenden Seite des Basisteils befindet. So wird das Einrasten des Hakenteils durch die Schwerkraft unterstützt. Im eingerasteten Zustand nimmt der Verbindungshaken die dachabwärts gerichteten Kräfte auf, und der Rastverschluss verhindert ein Abheben des Hakenteils, beispielsweise aufgrund von Windsog.
Vorzugsweise beaufschlagt dabei eine auf das Hakenteil wirkende Last das Hakenteil um den Verbindungshaken im Sinne des Einrastens des Rastverschlusses. Dies erleichtert zum einen die Montage, zum anderen wird ein Lösen des Hakenteils unter Last verhindert.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der beigefügten Zeichnung. In dieser zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Befestigungselements, wobei das Hakenteil in das Basisteil eingehängt ist;
2 eine perspektivische Ansicht des Befestigungselements aus 1, die das Einrasten des Hakenteils verdeutlicht;
3 eine perspektivische Ansicht des Befestigungselements im eingerasteten Zustand des Hakenteils; und
4 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schrägdaches mit dem Befestigungselement aus den 1 bis 3.
Die 1 bis 3 zeigen ein Befestigungselement 10, mit dem Solarmodule als Teil einer Photovoltaikanlage bzw. Solarkollektoren als Teil einer Solarthermieanlage auf einem Dach, insbesondere einem Schrägdach, festgelegt werden können. Das Befestigungselement 10 weist ein Basisteil 12 auf, das als Profilschiene mit mehreren parallel verlaufenden Vorsprüngen ausgebildet ist und auf dem Dach befestigt, insbesondere mit den Dachsparren verschraubt wird.
Ferner umfasst das Befestigungselement 10 ein Hakenteil 14, das im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist. An einem ersten Schenkel 16 des Hakenteils 14 ist ein Schwenk-Einrast-Mechanismus vorgesehen, der einen am Basisteil 12 einhängbaren Verbindungshaken 18 sowie einen Rastverschluss 20 umfasst, die in Längsrichtung L des Hakenteils 14 voneinander beabstandet sind.
Wie aus den Figuren ersichtlich, befindet sich der Rastverschluss 20 zwischen dem Verbindungshaken 18, der am freien Ende des ersten Schenkels 16 des Hakenteils 14 angeordnet ist, und einem Mittelschenkel 22 des Hakenteils 14. Dabei entspricht der Abstand des Verbindungshakens 18 und des Rastverschlusses 20 im Wesentlichen der Breite B des Basisteils 12.
Ein an den Mittelschenkel 22 anschließender zweiter Schenkel 24 des Hakenteils 14 dient dazu, das Solarmodul bzw. den Solarkollektor (nicht gezeigt) festzulegen. Zu diesem Zweck hat der zweite Schenkel 24 ein Langloch 26, in dem mittels einer Schraube 28 eine Halterung 30 verschiebbar befestigt ist. An der Halterung 30 kann dann das Solarmodul bzw. der Solarkollektor oder eine mit diesem verbundene Schienenkonstruktion eingeclipst werden.
Der erste Schenkel 16 ist im Bereich, der im montierten Zustand über dem Basisteil 12 liegt, etwas abgewinkelt und dadurch weiter geöffnet (siehe auch 4). Der Rastverschluss 20 ist am ersten Schenkel 16 angeordnet und teilt dessen Länge in etwa im Verhältnis 1:2, das heißt, der Teil des ersten Schenkels 16, der über das Basisteil 12 hinausragt, ist annähernd doppelt so lang wie der Teil, der sich über dem Basisteil 12 befindet. Der zweite Schenkel 24 endet ungefähr auf Höhe des Rastverschlusses 20 am ersten Schenkel 16.
1 zeigt nun einen ersten Schritt zur Verbindung des Hakenteils 14 mit dem Basisteil 12, bei dem der Verbindungshaken 18 so in das Basisteil 12 eingehängt wird, dass der Verbindungshaken 18 einen Vorsprung 32 am Basisteil 12, genauer an einem ersten Ende des Basisteils 12, hintergreift (siehe Pfeil P₁). Dabei weist der Verbindungshaken 18 im eingehängten Zustand nach oben, also bei Montage auf dem Dach in etwa himmelwärts.
Nachdem der Verbindungshaken 18 am Basisteil 12 eingehängt wurde, wird das Hakenteil 14 durch eine Schwenkbewegung, angedeutet durch den Pfeil P₂ in 2, in das Basisteil 12 eingerastet, wobei ein am Hakenteil 14 angeformter Steg 34 mit einer an diesem endseitig angebrachten Rastnase 36 einen Vorsprung 38 am Basisteil 12 hintergreift. Der Vorsprung 38 ist an dem mit Bezug auf den Verbindungshaken 18 entgegengesetzten Ende des Basisteils 12 angeordnet. Der Steg 34 mit der Rastnase 36 bildet dabei den Rastverschluss 20, der in Kombination mit dem Vorsprung 38 das Hakenteil 14 am Basisteil 12 festlegt.
Wie aus den Figuren ersichtlich, weist das Hakenteil 14 ferner einen Anschlagsteg 40 auf, der zwischen dem Verbindungshaken 18 und dem Rastverschluss 20 in unmittelbarer Nähe des Rastverschlusses 20 angeordnet ist. Der Anschlagsteg 40 ist am Hakenteil 14 angeformt und zeigt in den Figuren nach unten, nämlich zum Basisteil 12 hin.
Im eingerasteten Zustand des Hakenteils 14 am Basisteil 12 (3) stützt sich das Hakenteil 14 über den Anschlagsteg 40 an einer Anschlagfläche 42 des Basisteils 12 ab. So wird unter Last, beispielsweise Schneelast, die auf das Hakenteil 14 wirkende Kraft in das Basisteil 12 eingeleitet, wodurch ein unerwünschtes Lösen der Rastverbindung weitgehend verhindert wird.
4 zeigt das Befestigungselement 10 im montierten Zustand auf einem Schrägdach 44, das eine Neigung α zur Horizontalen aufweist. Das Basisteil 12 ist auf dem Dach 44 befestigt, insbesondere mit den Dachsparren verschraubt (nicht gezeigt), wobei die mehrteilige Ausführung des Befestigungselements 10 die Montage erleichtert. Im montierten Zustand befindet sich der Verbindungshaken 18 auf der höher liegenden Seite des Basisteils 12, in 4 also rechts. So nimmt der Verbindungshaken 18 die dachabwärts gerichteten Kräfte auf, und der Rastverschluss 20 verhindert ein Abheben, beispielsweise aufgrund von Windsog.
Durch die spezielle Ausgestaltung des Befestigungselements 10, insbesondere des Hakenteils 14, ist zudem dafür gesorgt, dass eine auf das Hakenteil 14 wirkende Last, insbesondere eine in Richtung des Pfeils S wirkende Schneelast, das Hakenteil 14 um den Verbindungshaken 18 als Drehachse im Sinne des Einrastens des Rastverschlusses 20 beaufschlagt.
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

DE 202005004348 U1 [0003]

Claims

Befestigungselement zur Montage von Solarmodulen bzw. Solarkollektoren auf einem Dach, insbesondere Schrägdach (44), mit einem Basisteil (12), das auf dem Dach befestigt werden kann, und einem Hakenteil (14), das mittels eines Schwenk-Einrast-Mechanismus am Basisteil (12) befestigt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenk-Einrast-Mechanismus einen am Basisteil (12) einhängbaren Verbindungshaken (18) sowie einen Rastverschluss (20) umfasst, die in Längsrichtung (L) des Hakenteils (14) voneinander beabstandet sind.
Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastverschluss (20) zwischen dem Verbindungshaken (18) und einem Mittelschenkel (22) des Hakenteils (14) angeordnet ist.
Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungshaken (18) und der Rastverschluss (20) einen Abstand voneinander aufweisen, der im Wesentlichen einer Breite (B) des Basisteils (12) entspricht.
Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hakenteil (14) im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist, wobei an einem ersten Schenkel (16) der Schwenk-Einrast-Mechanismus angeordnet ist und an einem zweiten Schenkel (24) das Solarmodul bzw. der Solarkollektor festgelegt werden kann.
Befestigungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungshaken (18) am freien Ende des ersten Schenkels (16) des Hakenteils (14) angeordnet ist.
Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungshaken (18) im eingehängten Zustand einen Vorsprung (32) am Basisteil (12) hintergreift.
Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastverschluss (20) einen am Hakenteil (14) angeformten Steg (34) mit einer Rastnase (36) umfasst, die im eingerasteten Zustand einen Vorsprung (38) am Basisteil (12) hintergreift.
Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hakenteil (14) einen Anschlagsteg (40) aufweist, der zwischen Verbindungshaken (18) und Rastverschluss (20) angeordnet ist.
Befestigungselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagsteg (40) in unmittelbarer Nähe des Rastverschlusses (20) angeordnet ist.
Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil (12) als Profilschiene ausgebildet ist.
Schrägdach mit einem Befestigungselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungshaken (18) im montierten Zustand auf dem Dach (44) sich auf der höher liegenden Seite des Basisteils (12) befindet.
Schrägdach nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf das Hakenteil (14) wirkende Last das Hakenteil (14) um den Verbindungshaken (18) im Sinne des Einrastens des Rastverschlusses (20) beaufschlagt.