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Die Erfindung betrifft eine Grundplatte zur Befestigung von funktionalen Elementen an vertikalen Strukturen gemäß Anspruch 1 sowie eine Windkraftanlage gemäß Anspruch 10.
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Vertikale Strukturen, zu denen vertikale Wandungen und Oberflächen von Bauwerken gehören werden derzeit zumeist nur für den eigentlichen Zweck, genutzt. Hierbei handelt es sich beispielweise um vertikale Wände eines Hauses, welche im Wesentlichen der Stabilität und Begrenzung des Hauses dienen oder Türme von Windkraftanlagen, welche der Erhöhung und Befestigung des Rotors dienen. Hierdurch ist der Nutzungsgrad dieser vertikalen Strukturen auf ihre eigentliche Funktion beschränkt.
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Im Folgenden wird der Begriff Windkraftanlage synonym für ein Windrad und/oder eine Windenergieanlage benutzt. Der Pfeiler, Mast und/oder die vertikale Struktur einer Windkraftanlage, welche den Rotor trägt, wird hier als Turm bezeichnet.
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Zusätzlich zu den nur durch ihren eigentlichen Verwendungszweck genutzten vertikalen Strukturen, werden separate Fläche oder Strukturen erschlossen, um beispielweise Solaranlagen, Photovoltaikanlagen oder Werbeflächen aufzubauen.
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Die für Photovoltaikanlagen benötigten Photovoltaikpaneele werden häufig nur auf Dächern angebracht oder gar auf separaten Freiflächen, die dann nur für diese Anwendung nutzbar sind.
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Sofern Photovoltaikpaneele an Häusern oder auf Dächern angebracht werden, erfolgt die Befestigung mittels Verschraubung von Profilschienen als Unterkonstruktion direkt an die Hauswände oder Dachsteine. Dies bedeutet allerdings einen direkten Eingriff in die Oberfläche der Hauswand oder des Daches. Dies mag bei Hauswänden tolerabel sein, ist aber insbesondere für vertikale Strukturen, die aus Metall bestehen, keine Option, weil hierdurch beispielweise die Statik und Witterungsbeständigkeit negativ beeinflusst wird. Dies gilt insbesondere für Strukturen, die hohen äußeren Kräften standhalten müssen, beispielweise Windkraftanlagen.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es somit, die Nachteile der bekannten Befestigungsmöglichkeiten an vertikalen Strukturen zu beseitigen, neue Befestigungsmöglichkeiten an vertikalen Strukturen zu eröffnen sowie eine zusätzliche Nutzung von vertikalen Strukturen zu ermöglichen.
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Hauptmerkmale der Erfindung sind in Anspruch 1 und 10 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 8 und 11.
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Die Erfindung betrifft eine Grundplatte zur Befestigung von funktionalen Elementen an vertikalen Strukturen, wobei die Grundplatte eine flächig ausgebildeten Basisplatte und eine flächig ausgebildete Unterlage aufweist, wobei die Unterlage zumindest abschnittsweise in flächigen Kontakt mit der Basisplatte steht und auf einer strukturzugewandten Fläche der Basisplatte angeordnet ist, wobei die Grundplatte zumindest einen Tunnel zur Durchführung mindestens eines Befestigungsmittels aufweist.
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Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Grundplatte kann eine einfache, kostengünstige und nur gering invasive bis hin zu nicht-invasive Befestigung von funktionalen Elementen an bereits bestehenden vertikalen Strukturen erfolgen. Somit müssen keine neuen Vorrichtungen oder Bauwerke für die jeweilige geplante Nutzung vorgesehen werden.
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An einer oder mehreren an einer vertikalen Struktur befestigten Grundplatten, insbesondere befestigt an einer Windkraftanlage, können beispielweise Photovoltaikpaneele als funktionale Elemente befestigt werden.
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Vorteilhaft dabei ist, dass Stromleitungen, insbesondere zur Einspeisung erzeugter Energie in das Stromnetz bereits vorliegen, weil auch die von der Windkraftanlage erzeugte Energie ins Stromnetz eingespeist werden muss. Diese können einfach und kostengünstig zum Anschluss weiterer Energiequellen, beispielweise von Photovoltaikanlagen und/oder Photovoltaikpaneelen, genutzt werden.
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Durch die Verwendung der Grundplatten zur Befestigung von funktionalen Elementen können bestehende Strukturen zusätzlich zur Energieerzeugung genutzt werden, wodurch der Nutzungsgrad deutlich gesteigert werden kann. Die bestehenden Strukturen sind beispielweise Türme von Windkraftanlagen.
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Alternativ sind die mit Hilfe der Grundplatte erschließbaren vertikalen Flächen anderweitig zusätzlich nutzbar, beispielweise zur Befestigung von Begrünungsflächen, zur dekorativen Ausgestaltung oder als Werbeflächen. Auch dies ermöglicht eine nachhaltige Optimierung des Nutzungsgrades bereits bestehender vertikaler Strukturen. Insbesondere durch die Möglichkeit, Begrünungsflächen an vertikale Strukturen zu befestigen, können zusätzliche Grünflächen erschlossen werden, welches zu einem verbesserten urbanen Klima und einer Smogreduktion führt.
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Die vertikalen Strukturen sind insbesondere vertikale Bauwerke oder vertikale Bauwerksteile, beispielweise Türme, Masten, Türme von Windkraftanlagen, turmähnliche Strukturen, mastähnliche Strukturen, Pfeiler, vertikale Hauswände oder vertikale Hochhauswände. Derartige vertikale Strukturen, insbesondere Türme von Windkraftanlagen, können beispielweise an Land oder auf See stationiert sein, dies wird auch als On- oder Offshore Strukturen bezeichnet.
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Die funktionalen Elemente sind beispielweise Unterkonstruktionen für anzubringende Bauteile oder die Bauteile selbst. Die mit Hilfe der Grundplatte an vertikalen Strukturen befestigbaren Bauteile, in Form von funktionalen Elementen, sind insbesondere Unterkonstruktionen für Solarpaneele, Photovoltaikpaneele, dekorative Elemente, Werbeflächen und/oder die genannten Bauteile selbst.
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Die Basisplatte und alle weiteren Bauteile der Grundplatte, beispielweise die Unterlage und der Tunnel, weisen jeweils eine entsprechende strukturzugewandte und eine strukturabgewandte Fläche auf, wobei die strukturzugewandte Fläche jeweils diejenige Fläche ist, welche in einem montierten Zustand der Grundplatte an einer Struktur in Richtung der Struktur orientiert ist. Die strukturabgewandte Fläche ist jeweils diejenige Fläche, die im monierten Zustand von der Struktur weg orientiert ist. Die jeweilige Fläche kann dabei durchgängig oder als mehrere voneinander getrennte Abschnitte ausgebildet sein.
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Die Basisplatte und die Unterlage liegen zumindest abschnittsweise direkt aneinander an und bilden somit einen direkten, flächigen Kontakt zueinander aus. Dies verhindert ein Verrutschen der Basisplatte zu der Unterlage. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Basisplatte aus einem metallischen Material beispielweise aus Stahl oder Aluminium. Hierdurch ist die Grundplatte stabil genug, um den darauf lastenden Kräften Stand zu halten. Zudem ist die Grundplatte möglichst leicht ausführbar bei ausreichender Stabilität. Eine möglichst leichte Bauweise der Grundplatte, beispielweise durch Verwendung von Aluminium, gewährleistet, dass die Statik der bestehenden vertikalen Strukturen nicht geschwächt wird.
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Der Tunnel dient der Durchführung von Befestigungsmitteln zur Befestigung der Grundplatte an einer vertikalen Struktur. Der Tunnel weist folglich mindestens eine Öffnung und/oder einen Freiraum auf, der die Durchführung eines Befestigungsmittels ermöglicht.
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Ein Tunnel gemäß der Erfindung stellt ein Element dar, welches zumindest drei Seiten aufweist und/oder auf drei Seiten begrenzt ist, durch die ein Befestigungsmittel durchführbar ist. Die drei Seiten werden insbesondere durch Wandungen gebildet, welche derart aneinander anschließen, dass das Befestigungsmittel zumindest in einem befestigten Zustand die Grundplatte an einer vertikalen Struktur befestigt und insbesondere nicht in vertikaler Richtung wegrutschen kann.
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Vorzugsweise ermöglicht die Bemessung des Tunnels ein Spiel zwischen den Seiten und dem Befestigungsmittel und begrenzt das Befestigungsmittel zugleich zumindest in zwei seitliche gegenüberliegende Richtungen und in Richtung der Struktur. Dies vereinfacht die Befestigung der vertikalen Grundplatte an einer vertikalen Struktur.
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In einer bevorzugten Weiterbildung weist der Tunnel vier Seiten in Form von vier aneinander anschließenden Wandungen auf und/oder wird durch vier Seiten begrenzt. Durch eine Begrenzung auf vier Seiten bildet der Tunnel insbesondere eine Art Röhre aus, wobei der Querschnitt der Röhre nicht auf eine spezielle Form begrenzt ist.
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In einer bevorzugten Ausbildungsform ist der Tunnel auf einer strukturabgewandten Fläche der Basisplatte angeordnet.
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Vorzugsweise ist der Tunnel als separates Bauteil auf die strukturabgewandte Fläche der Basisplatte aufgesetzt. In einer bevorzugten Weiterbildung wird eine der Seiten des Tunnels, insbesondere eine strukturzugewandte Seite des Tunnels, durch die Basisplatte ausgebildet.
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In einer alternativen Ausführungsform ist der Tunnel durch die Basisplatte ausgebildet. Dieses kann beispielweise durch Auffaltung oder Biegung der Basisplatte erfolgen, wodurch die Basisplatte einen Tunnel mit drei aneinander anschließenden Seiten, insbesondere Wandungen ausbildet.
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Vorzugsweise wird das Befestigungsmittel gebildet durch wenigstens eine Gliederkette, Stahlseil und/oder Spannring. Das Befestigungsmittel wird vorzugsweise durch den mindestens einen Tunnel und um die Struktur geführt. Die Enden des Befestigungsmittels werden insbesondere nach Spannen des Befestigungsmittels um die vertikale Struktur miteinander verbunden, so dass die Grundplatte an der Struktur ausreichend fest befestigt ist.
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Zudem kann der mindestens eine Tunnel die Befestigung eines funktionalen Elementes an der Grundplatte und somit an einer vertikalen Struktur ermöglichen.
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Vorzugsweise ist die Unterlage rutschhemmend ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Unterlage ein Rutschen der Basisplatte zu einer Struktur oder einem weiteren Bauteil der Grundplatte reduziert bis hin zu verhindert. Insbesondere ist die Haftreibungszahl zwischen der rutschhemmenden Unterlage und der Struktur höher als zwischen der Basisplatte und der Struktur.
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In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Unterlage aus Kunststoff, insbesondere aus Kautschuk. Hierdurch lässt sich kostengünstig eine Grundplatte mit rutschhemmender Unterlage bereitstellen.
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Vorzugsweise sind die Basisplatte und die Unterlage zumindest abschnittsweise kraftschlüssig miteinander verbunden, insbesondere miteinander verklebt.
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Hierdurch kann eine stabile Verbindung der Basisplatte zu der Unterlage erhalten werden. Zudem können die Bauteile vormontiert installiert werden und müssen nicht erst vor Ort bei der Anbringung an eine Struktur zueinander montiert werden. Unterstützt wird die kraftschlüssigen Verbindung durch die Anbringung der Grundplatte an der vertikalen Struktur. Wird beispielweise die Grundplatte an die vertikale Struktur gespannt, werden Basisplatte und Unterlage zusätzlich aneinander gepresst.
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In einer alternativen Ausführungsform sind die Basisplatte und die Unterlage zumindest abschnittsweise formschlüssig miteinander verbunden, insbesondere verschraubt, genagelt, getackert, verklemmt oder anderweitig mechanisch verbunden. Dadurch kann eine stärkere Befestigung der beiden Bauteile zueinander erzielt werden.
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Vorzugsweise ist die Grundplatte formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an vertikalen Strukturen befestigbar. Hierdurch kann eine sichere und anhaltende Befestigung der Grundplatte an vertikalen Strukturen erzielt werden.
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Eine formschlüssige Befestigung der Grundplatte an vertikalen Strukturen ist durch Verschraubung oder Verzahnung, insbesondere durch Vorsehen einer Zahnplatte, herstellbar. Eine kraftschlüssige Verbindung wird beispielweise durch die insbesondere rutschhemmende Unterlage erreicht. Dies wird beispielsweise durch ein Verspannen der Grundplatte an der vertikalen Struktur unterstützt. Alternativ ist eine kraftschlüssige Befestigung durch Verkleben der Grundplatte an der vertikalen Struktur erzielbar. Eine stoffschlüssige Befestigung der Grundplatte ist insbesondere durch Verschweißen der Grundplatte an einer vertikalen Struktur erzielbar.
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Vorzugsweise umfasst die Grundplatte eine Zahnplatte, welche auf einer strukturzugewandten Fläche der Unterlage angeordnet ist.
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Hierdurch entsteht eine Grundplatte, die zumindest einen Tunnel, eine Basisplatte, eine Unterlage und eine Zahnplatte im Wesentlichen in genannter Reihenfolge aufweist. Die Zahnplatte steht zumindest abschnittsweise in flächigem Kontakt mit der Unterlage und ist mit dieser vorzugsweise kraftschlüssig verbunden. In einer bevorzugten Weiterbildung sind die Unterlage und Zahnplatte miteinander verklebt.
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Die Zahnplatte ist eine Platte mit zumindest auf einer Seite, insbesondere auf der strukturzugewandten Fläche, angeordneten Zähnen. Die Zähne sind durch eine Vielzahl aus der Platte hervorstehende Zacken, Nadeln, Stacheln, Spitzen, Nägeln, Dornen, Stifte und/oder Zinken gebildet.
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Durch Vorsehen einer derartigen Zahnplatte ist die Grundplatte form- und kraftschlüssig mit einer vertikalen Struktur verbindbar. Dies ermöglicht eine sichere Verbindung bei nur minimalinvasiven Eingriff in die Oberfläche der vertikalen Struktur. Insbesondere ist eine Zahnplatte zur Ausbildung einer Verzahnung zwischen einer Grundplatte und einer vertikalen Struktur vorzusehen. Dies ist insbesondere bevorzugt, wenn hohe Windkräfte auf die Grundplatte wirken oder auf diese übertragen werden. Die Verzahnung dient dann mitunter dem Ausgleich der Windkräfte.
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Alternativ ist die Zahnplatte mit der Unterlage oder mit der Unterlage und der Basisplatte in Kombination verschraubt. Hierdurch kann eine stabile und dauerhafte Verbindung der Zahnplatte an der Unterlage bzw. der Basisplatte gewährleistet werden.
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In einer alternativen Ausführungsform weist die Grundplatte eine Klebefläche auf, welche auf der strukturzugewandten Fläche der Unterlage angeordnet ist oder durch diese gebildet wird. Hierdurch kann die Grundplatte mit einer Oberfläche einer vertikalen Struktur verklebt werden. Dies ermöglicht insbesondere eine kraftschlüssige, beschädigungsfreie Verbindung zwischen der Grundplatte und der vertikalen Struktur. Durch diese Ausgestaltung ist eine nicht-invasive Befestigung von funktionalen Elementen mit Hilfe der Grundplatte an vertikalen Strukturen erzielbar.
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Vorzugsweise weist der mindestens eine Tunnel einen quadratischen, rechteckigen, U-förmigen, runden oder eliptischen Querschnitt auf.
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Bei der geometrischen Formgebung des Tunnels und weiterer Bauteile der Grundplatte sowie der Grundplatte an sich sind fertigungstechnisch-bedingte sowie in der Verwendung auftretende Toleranzen einzubeziehen. Ein Tunnel mit einem quadratischen, rechteckigen oder U-förmigen Querschnitt ist einfach und kostengünstig herstellbar und ermöglicht eine einfache Montage der Grundplatte an der vertikalen Struktur sowie eines funktionalen Elements an der Grundplatte.
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Vorzugsweise weist der Tunnel im Querschnitt betrachtet, welches der Vorderansicht oder Rückansicht auf den Tunnel entspricht, zumindest drei im Wesentlichen geschlossene Seiten auf, welche den Wandungen des Tunnels entsprechen.
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Sofern die geometrische Form des Querschnitts dies zulässt, wird der Tunnel durch vier aneinander anschließende Seiten definiert, auch wenn nur drei dieser Seiten im Wesentlichen geschlossen ausgebildet sind. Eine strukturzugewandte Seite des Tunnels, entspricht derjenigen Seite im Querschnitt, welche der vertikalen Struktur im montierten Zustand am Nächsten ist. Eine strukturabgewandte Seite des Tunnels entspricht im montierten Zustand der Grundplatte an der Struktur derjenigen Seite, die von der Struktur am weitesten entfernt ist. Die weiteren zwei Seiten, insbesondere seitlichen Seiten, verbinden die strukturzugewandte und strukturabgewandte Seite miteinander und bilden damit die seitlichen Wandungen des Tunnels aus.
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Ist der Tunnel durch drei im Wesentlichen geschlossene Seiten ausgebildet, entspricht dies vorzugsweise der strukturzugewandten Seite und den beiden seitlichen Seiten. Der Tunnel bildet somit eine Art Kanal aus, der insbesondere in Richtung der strukturabgewandten Seite offen ist.
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In einer alternativen Ausführungsform oder Weiterbildung ist die strukturabgewandte Seite geschlossen ausgebildet. Bei einer quadratischen oder rechteckigen Querschnittsform des Tunnels ist es dabei vorteilhaft, dass die strukturabgewandte Seite flächig und im Wesentlichen eben ausgebildet ist. Hierdurch kann eine verbesserte Befestigung eines funktionalen Elements an der strukturabgewandten Seite des Tunnels erfolgen. Die bessere Verbindbarkeit eines funktionalen Elements an der Grundplatte ermöglicht wiederrum die Befestigung dieses funktionalen Elements an einer vertikalen Struktur.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei Seiten des Tunnels, insbesondere die seitlichen Seiten, senkrecht zur Basisplatte ausgerichtet. Insbesondere sind diese zwei Seiten, welche durch die zwei seitlichen Wandungen des Tunnels gebildet werden, im Wesentlichen parallel zueinander orientiert.
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Vorzugsweise ist eine Seite des Tunnels, insbesondere die strukturzugewandte Seite des Tunnels, durch die Basisplatte ausgebildet. Die strukturabgewandte Fläche der Basisplatte bildet somit eine Seite des Tunnels. Hierdurch wird weniger Material benötigt, um einen derartigen Tunnel auf der Basisplatte auszubilden, welches wiederrum Herstellungskosten einspart. Die Seite des Tunnels, welche durch die Basisplatte ausgebildet wird, ist insbesondere die strukturzugewandte Seite des Tunnels.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Tunnel mit der Basisplatte verklebt, verschweißt und/oder verschraubt.
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In einer alternativen Ausführungsform sind drei Seiten des Tunnels durch die Basisplatte ausgebildet. Dies kann beispielweise durch Auffaltung oder Biegung der Basisplatte erfolgen. Die drei Seiten werden vorzugsweise durch die strukturzugewandte Seite und die zwei seitlichen Seiten des Tunnels ausgebildet.
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Vorzugsweise bildet die Basisplatte durch Auffaltung oder Biegung zumindest eine Faltung, insbesondere zwei Faltungen, welche insbesondere eine oder zwei seitliche Seiten des Tunnels darstellen.
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Die zumindest eine Faltung weist vorzugsweise zwei im Wesentlichen parallele Schenkel auf, welche durch die Basisplatte ausgebildet sind. Dabei kann zwischen den zwei Schenkeln ein Freiraum ausgebildet sein oder die Schenkel können aneinander anliegen. Vorzugsweise bildet jeweils ein Schenkel einer Faltung eine seitliche Seite des Tunnels aus.
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Hierdurch kann die Grundplatte mit Tunnel kostengünstig hergestellt werden, wobei der Tunnel im Wesentlichen durch die Basisplatte ausgebildet ist. Es wird somit kein Tunnel als separates Bauteil benötigt, der beispielweise auf die Basisplatte aufgeschweißt werden müsste.
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Vorzugsweise weist eine strukturabgewandte Fläche des Tunnels oder eine Fläche der Faltung wenigstens eine Bohrung zur Befestigung eines funktionalen Elements auf. Die strukturabgewandte Fläche des Tunnels entspricht vorzugsweise der strukturabgewandten Seite des Tunnels im Querschnitt. Die Fläche der Faltung entspricht vorzugsweise einer strukturabgewandten Fläche der Faltung.
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Das Vorsehen einer Bohrung auf der strukturabgewandten Fläche des Tunnels oder einer Fläche der Faltung ermöglicht die formschlüssige Befestigung eines funktionalen Elements an der Grundplatte. Das funktionale Element kann beispielweise mit der Grundplatte verschraubt werden. In einer bevorzugten Weiterbildung sind die Grundplatte und das funktionale Element zusätzlich oder alternativ miteinander verklebt oder verschweißt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Tunnel oder die Faltung im Bereich der Bohrung eine Schraubmuffe auf. Durch das Vorsehen einer Schraubmuffe derart, dass eine Befestigung eines funktionalen Elements an der Grundplatte durch die Bohrung und Schraubmuffe hindurch erfolgt, kann eine verbesserte Befestigung erhalten werden. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, wenn höhere äußere Kräfte auf die Grundplatte, die vertikale Struktur oder das funktionale Element kompensiert werden müssen.
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Vorzugsweise ist die Schraubmuffe mit der strukturabgewandten Fläche des Tunnels oder der Fläche der Faltung verklebt oder verschweißt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Bohrung und Schraubmuffe ein Gewinde auf, welches sich insbesondere ergänzt und gleichgerichtet orientiert ist.
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Vorzugsweise weist der Tunnel eine Länge auf, welche der Länge der Basisplatte zwischen zwei gegenüberliegenden Kanten entspricht.
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Anders ausgedrückt, erstreckt sich der Tunnel in einer Längsrichtung über die gesamte Fläche der Basisplatte. Die Kanten entsprechen dem Übergang zwischen einer Fläche der Basisplatte, insbesondere der strukturabgewandten Fläche, und den Seiten der Basisplatte, welche die Basisplatte in seitlicher Richtung begrenzen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform verbleiben zu beiden Seiten des Tunnels oder seitlich der den Tunnel begrenzenden Faltungen freie Teilbereiche der strukturabgewandten Fläche der Basisplatte, auf denen kein Tunnel oder Faltungen angeordnet ist. In diesen Bereichen sind vorzugsweise eine oder mehrere Bohrungen vorgesehen, durch die eine formschlüssigen Verbindung der Basisplatte mit der Unterlage und/oder einer Zahnplatte herstellbar ist. Die formschlüssige Verbindung der Bauteile erfolgt beispielweise durch Verschrauben.
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Alternativ oder ergänzend dienen die eine oder mehrere Bohrungen durch wenigstens die Basisplatte und Unterlage einer formschlüssigen Befestigung der Grundplatte an einer vertikalen Struktur.
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Vorzugsweise ist die Grundplatte modular aufgebaut. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Anpassung der Grundplatte an die baulichen Gegebenheiten der vertikalen Struktur. Insbesondere kann durch die modulare Bauweise auf unterschiedliche, benötigte Befestigungsarten und Belastungen eingegangen werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Grundplatte eine quadratische oder rechteckige Form auf, wobei die Grundplatte insbesondere eine Seitenlänge von 20 bis 40 cm, besonders bevorzugt von 25 bis 30 cm aufweist. Grundplatten mit einer quadratischen oder rechteckigen Form lassen sich einfach und kostengünstig herstellen, zudem sind sie einfach an bestehenden vertikalen Strukturen anbringbar. Werden mehrere Grundplatten an einer vertikalen Struktur angebracht, sind die Grundplatten aufgrund ihrer Form einfach zueinander ausrichtbar. Zudem ist die Größe vorteilhaft, um eine ausreichende Befestigung der Grundplatte an der vertikalen Struktur und eine ausreichende Befestigung eines funktionalen Elements an der Grundplatte zu gewährleisten.
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Bei einer bevorzugten Seitenlänge der Grundplatte von 20 bis 40 cm, besonders bevorzugt von 25 bis 30 cm, ist die Grundplatte eben ausgebildet. Auch wenn die vertikale Struktur eine Wölbung aufweist, beispielweise bei Türmen, insbesondere von Windkraftanlagen, kann bei der genannten Größe, definiert durch die Seitenlänge der Grundplatte, ein ausreichender Kontakt zur vertikalen Struktur zur Befestigung erzeugt werden. Eine Biegung der Grundplatte, angepasst an eine Krümmung der vertikalen Struktur, ist somit nicht vorzusehen.
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In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Grundplatte gebogen ist. Insbesondere weist die Grundplatte eine Biegung auf, welche an die Wölbung der vertikalen Struktur angepasst ist.
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In einer bevorzugten Weiterbildung weisen die Basispatte, die mindestens eine Faltung und der mindestens eine Tunnel zumindest einen Einschnitt auf, der senkrecht zur Längserstreckung des Tunnels angeordnet ist. Hierdurch kann eine eben hergestellte Grundplatte auch zur Befestigung an gebogenen vertikalen Strukturen eingesetzt werden. Bei und nach Spannen der Grundplatte an der vertikalen Struktur ermöglichen der Einschnitt oder die Einschnitte eine Anpassung der vorher ebenen Grundplatte an die Biegung der vertikalen Struktur. Auch eine Befestigung der ebenen Grundplatte mit mindestens einem Einschnitt an ebenen, vertikalen Strukturen ist möglich.
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Vorzugsweise weisen die Basisplatte, die mindestens eine Faltung und der mindestens eine Tunnel jeweils zwei oder mehr Einschnitte, insbesondere genau zwei Einschnitte auf. Dabei erstreckt sich jeweils ein Einschnitt über die gesamte vertikale Erstreckung der Basisplatte sowie über die äußeren Flächen des Tunnels. Insbesondere erstreckt sich ein Einschnitt jeweils über die Flächen der zwei seitlichen Seiten und der strukturabgewandten Seite des Tunnels durch die Einschnitte. Die vertikale Erstreckung der Basisplatte entspricht derjenigen Länge der Basisplatte zwischen zwei gegenüberliegenden Kanten, wobei die Kanten im befestigten Zustand der Grundplatte an einer vertikalen Struktur horizontal ausgerichtet ist. Der Einschnitt oder die Einschnitte weisen somit im befestigten Zustand der Grundplatte eine vertikale Erstreckung auf.
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Besonders bevorzugt durchdringen die Einschnitte die seitlichen Seiten sowie die strukturabgewandte Seite des Tunnels sowie optional die Faltungen vollständig und teilen den Tunnel und die Faltungen in mehrere Abschnitte. Vorzugsweise weist jeder Abschnitt des Tunnels auf einer Fläche der strukturabgewandten Seite eine Bohrung auf, die insbesondere mittig auf der strukturabgewandten Seite des jeweiligen Abschnitts angeordnet ist. Dies ermöglicht die Befestigung eines funktionalen Elements je Tunnelabschnitt oder eines funktionalen Elementes an mehrere Tunnelabschnitte.
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In einer bevorzugten Weiterbildung weist jede Bohrung in der strukturabgewandten Seite des Tunnels eine Schraubmuffe auf. Hierdurch wird die Befestigung eines funktionalen Elementes an der Grundplatte unterstützt.
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Vorzugsweise teilen zwei Einschnitte die Basisplatte und den Tunnel zu je einem Drittel in horizontaler Erstreckung.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist der mindestens eine Einschnitt in der Basisplatte eine Tiefe von 1 bis 5 mm, besonders bevorzugt von 3 mm auf. Die Tiefe des Einschnitts oder der Einschnitte ist in Abhängigkeit der Materialstärke der Basisplatte zu wählen, wobei ausreichend nicht eingeschnittenes Material verbleiben muss, damit die Basisplatte weiterhin eine ausreichende Stabilität aufweist.
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Zudem ist eine Windkraftanlage vorgesehen, wobei an einem Turm der Windkraftanlage wenigstens eine Grundplatte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche befestigt ist, wobei an der wenigstens einen Grundplatten wenigstens ein funktionales Element befestigt ist.
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Die Verwendung der Grundplatte zur Befestigung von funktionalen Elementen an bestehenden oder neu erbauten Windkraftanlagen ermöglicht eine zusätzliche Verwendung der Türme von Windkraftanlagen, wodurch der Nutzungsgrad erhöht wird. Zudem ermöglicht die Grundplatte eine minimal-invasive bis hin zu nicht invasive Befestigung von funktionalen Elementen an bestehenden vertikalen Strukturen, insbesondere Windkraftanlagen, welches relevant für die Statik und Witterungsbeständigkeit derartiger vertikaler Strukturen ist. Wird beispielweise in die Außenhülle von Windkraftanlagen eingegriffen, könnte dies zu einem Rosten der Turmwandungen führen. Dies wird beispielweise durch die Einwirkung von Salzwasser bei Offshore-Windkraftanalgen verstärkt.
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Vorzugsweise ist das an der wenigstens einen Grundplatte befestigte funktionale Element ein Photovoltaikpaneel.
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Die Verwendung der Grundplatte zur Befestigung von funktionalen Elementen an bestehenden Windkraftanlagen ermöglicht eine deutliche Erhöhung des Wirkungsgrades und der Effizienz der Windkraftanlagen.
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Vorzugsweise werden mehrere Grundplatten an einer Windkraftanlage angebracht. Hierdurch können mehrere Photovoltaikpaneele an einem Turm einer Windkraftanlage angebracht werden. Insbesondere ist dabei ein Photovoltaikpaneel an einer oder mehreren Grundplatten befestigt.
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Insbesondere sind mehrere Grundplatten in einem Bereich des Turmes bis zu 30 m Höhe vorgesehen. Über 30 m Höhe sind Türme von Windkraftanlagen zumeist, insbesondere in Deutschland, einfarbig weiß zu halten.
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In einer alternativen Ausgestaltung sind die Grundplatte und/oder das funktionale Element entsprechend der Farbe der vertikalen Struktur gefärbt. Hierdurch können beispielweise Regelungen zur Farbgebung eingehalten werden.
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Vorzugsweise weist die Grundplatte eine ebene oder gebogene Form auf. Hierdurch kann die Grundplatte an die vertikale Struktur, insbesondere den Turm der Windkraftanlage angepasst werden. Die Türme von Windkraftanalgen weisen häufig einen Durchmesser von 28 bis 30 m auf. Sofern die Grundplatte eine geringe Seitenlänge in Umfangsrichtung des Turmes aufweist, ist die Grundplatten eben auszuführen. Bei zunehmender Seitenlänge der Grundplatte in Umfangsrichtung ist die Form der Grundplatte vorzugsweise an die Biegung des Turmes anzupassen. Dies ermöglicht eine einfachere und stabilere Befestigung der Grundplatte am Turm.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
- 1 Perspektivische Ansicht auf eine erfindungsgemäße Grundplatte,
- 2 Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Grundplatte,
- 3 weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Grundplatte
- 4 weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Grundplatte
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Grundplatte 1 zur Befestigung von funktionalen Elementen an vertikalen Strukturen. Die Grundplatte 1 umfasst eine flächig ausgebildete Basisplatte 2 und eine flächig geformte Unterlage 3. Die Basisplatte 2 und Unterlage 3 stehen in flächigem, direkten Kontakt zueinander. Die Basisplatte weist eine strukturzugewandte Fläche 4 und eine strukturabgewandte Fläche 5 auf, wobei die Unterlage 3 an der strukturzugewandten Fläche 4 der Basisplatte 2 angeordnet ist.
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Auf der strukturabgewandten Fläche 5 der Basisplatte 2 ist ein Tunnel 6 angeordnet, welcher zur Durchführung von Befestigungsmittel geeignet ist. Zur Durchführung wenigstens eines Befestigungsmittels weist der Tunnel 6 einen Freiraum 8 auf, welcher sich von einem Ende des Tunnels 6 zum anderen Ende des Tunnels 6 erstreckt. Der Tunnel 6 weist im Querschnitt vier Seiten auf: eine strukturabgewandte Seite 9, eine strukturzugewandte Seite 10, und zwei diese Seiten verbindenden, seitlichen Seiten 11, 12. Zudem ist vorzugsweise auf einer zur strukturabgewandten Seite 9 gehörigen strukturabgewandten Fläche 13 des Tunnels 6 wenigstens eine Bohrung 14 vorgesehen. Mit Hilfe der Bohrung 14 können funktionale Elemente mit der Grundplatte 1 verbunden werden.
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Seitlich vom Tunnel 6 sind freie, nicht vom Tunnel 6 verdeckte Teilbereiche der strukturabgewandten Fläche 4 der Basisplatte 2. In diesen Bereichen sind eine oder mehrere Bohrungen 15 vorgesehen, welche zur formschlüssigen Verbindung der Basisplatte 2 mit beispielweise der Unterlage 3 genutzt werden können. Zudem kann die Grundplatte 1 durch Verwendung der Bohrungen 15 formschlüssigen an einer vertikalen Struktur befestigt werden.
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In 2 ist eine Ausführungsform einer Grundplatte 1 mit Zahnplatte 16 als Explosionszeichnung gezeigt. Die Zahnplatte 16 weist an ihrer strukturzugewandten Fläche 17 eine Vielzahl von Zähne 18 auf. Die Zahnplatte 16 steht in flächigem Kontakt mit einer strukturzugewandten Fläche 19 der Unterlage 3. Zur Verdeutlichung ist in 2 eine vertikale Struktur 20 dargestellt, mit dessen Oberfläche die Zahnplatte zusammenwirkt und somit zumindest eine zusätzliche Befestigung der Grundplatte 1 bewirkt.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Grundplatte 1. Hierbei sind zwei Einschnitte 21 vorgesehen, welche die Basisplatte 2 nur teilweise und die zwei seitlichen Seiten 11, 12 sowie die strukturabgewandte Seite 9 des Tunnels 6 vollständig durchdringen. Jeder der durch die Einschnitte 21 voneinander getrennten Tunnelabschnitt 22 weist eine Bohrung 14 auf.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Grundplatte 1. Hierbei sind zwei Faltungen 23 ausgebildet, welche durch Auffaltung oder Biegung der Basisplatte 2 hergestellt wurden. Die strukturzugewandte Seite 10 und die zwei seitlichen Seiten 11 und 12 des Tunnels 6 werden durch die Basisplatte ausgebildet. Jeweils auf strukturabgewandten Flächen der Faltungen 23 sind Bohrungen 14 zur Befestigung funktionaler Elemente vorgesehen. Alternativ zu der gezeigten Ausführungsform können die Schenkel 24 der Faltungen 23 auch direkt aneinander anliegen.
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Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.
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Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Grundplatte
- 2
- Basisplatte
- 3
- Unterlage
- 4
- strukturzugewandte Fläche der Basisplatte
- 5
- strukturabgewandte Fläche der Basisplatte
- 6
- Tunnel
- 8
- Freiraum
- 9
- strukturabgewandte Seite des Tunnels
- 10
- strukturzugewandte Seite des Tunnels
- 11
- seitliche Seite
- 12
- seitliche Seite
- 13
- strukturabgewandte Fläche des Tunnels
- 14
- Bohrung
- 15
- Bohrung
- 16
- Zahnplatte
- 17
- strukturzugewandte Fläche der Zahnplatte
- 18
- Zähne
- 19
- strukturabgewandte Fläche der Unterlage
- 20
- Struktur
- 21
- Einschnitt
- 22
- Tunnelabschnitt
- 23
- Faltung
- 24
- Schenkel
