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Die
Erfindung betrifft ein Befestigungselement zum Verbinden von insbesondere
Montageschienen für
auf einem Dach zu befestigende Anlagen mit der Tragkonstruktion
des Daches, insbesondere einem Dachsparren, mit einer an der Tragkonstruktion
zu befestigenden Grundplatte und einem Hackenteil, der einen unteren,
fest mit der Grundplatte verbundenen oder damit lösbar verbindbaren,
sich in etwa senkrecht von der Grundplatte erstreckenden Schenkelteil,
ein die Dacheindeckung umgreifendes Mittelstück und einen oberen, mit der
Montageschiene verbindbaren Schenkelteil besitzt.
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Derartige
Befestigungselemente sind in verschiedenen Varianten bekannt. So
beschreibt die
DE 10
2004 057 041 A1 ein Dachmontagesystem für Solarmodule. Dieses System
umfasst ein Befestigungselement, das ein C-förmiges Mittelstück aufweist, welches
unter anderem zum Umgreifen einer Dachpfanne dient. Ein erstes Ende
eines ersten freien Schenkels des C-förmigen Mittelstücks dient
zur Befestigung an einem Dachsparren. Ein zweites Ende des anderen
freien Schenkels dient zur Befestigung eines Solarmoduls.
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Bei
diesem Dachmontagesystem liegt die damit zu verbindende Montageschiene
nicht auf dem Befestigungselement beziehungsweise Dachhaken auf.
Vielmehr wird sie hängend
in einem Langloch an ihm befestigt. Der Gewindebolzen, der die Montageschiene
mit dem zweiten Ende verbindet, muss die gesamte Last des Solarmoduls
beziehungsweise der Photovoltaikanlage in das Befestigungselement
beziehungsweise den Dachhaken übertragen.
Der dadurch bedingte große
Abstand der Solarmodule zur Dachhaut verändert die am Dach angreifenden Windkräfte. Die
Solarmodule werden unterströmt
und können
zusätzliche
Lasten aus Unterwind erhalten.
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Aus
der
DE 20 2005
004 348 U1 ist ein Aluminium-Dachhaken mit Clipsfunktion
zur Befestigung von Solarmodulen auf Schrägdächern bekannt. Dieser Dachhaken
besteht aus einer Grundplatte und einem davon separaten Haken. Diese
beiden Teile können
zu einem Dachhaken zusammengefügt
werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Befestigungselement der hier
in Rede stehenden Art bereitzustellen, das über eine kompakte Bauweise
sowie über
günstige
Hebelwirkungen verfügt
und mittels dessen Montageschienen einfach und schnell mit dem bestehenden
Dachtragwerk verbunden werden können.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch ein Befestigungselement gemäß dem Anspruch 1.
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Das
erfindungsgemäße Befestigungselement
dient zum Anbringen von Anlagen auf einem Dach. Bei diesen Anlagen
kann es sich um Photovoltaikanlagen oder um Solaranlagen handeln,
wobei diese Aufzählung
nicht abschließend
ist. Diese Anlagen werden vorzugsweise mittels Montageschienen unter
Einsatz des erfindungsgemäßen Befestigungselements
mit der Tragkonstruktion des Daches, insbesondere einem Dachsparren
verbunden. Dazu dient eine Grundplatte, die mit einem Hakenteil
verbunden ist. Dieser Hakenteil besitzt einen sich in etwa senkrecht
von der Grundplatte erstreckenden Schenkelteil. Dieser Schenkelteil
kann entweder lösbar
oder dauerhaft sowie fest mit der Grundplatte verbunden werden.
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Der
untere Schenkelteil erstreckt sich dabei in etwa senkrecht von der
Grundplatte und geht in ein die Dacheindeckung umgreifendes Mittelstück über. An
dem anderen Ende des Mittelstücks
geht dieses in einen oberen, mit der Montageschiene verbindbaren
Schenkelteil über.
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Das
Mittelstück
weist die Form eines liegenden, einseitig offenen Trapezes auf und
besitzt einen unteren, einen mittleren und einen oberen Trapezschenkel.
Jeder dieser Trapezschenkel erstreckt sich im Wesentlichen gerade.
Der mittlere Trapezschenkel ist an einem seiner Enden mit dem oberen
und an dem anderen seiner Enden mit dem unteren Trapezschenkel über einen
kurzen, runden beziehungsweise gebogenen Bereich verbunden.
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Anders
ausgedrückt,
besitzt das Mittelstück in
Seitenansicht betrachtet eine liegende U-Form, wobei diese U-Form
einen geraden Boden besitzt, von dem sich die beiden insbesondere
geraden Seitenwände
derart erstrecken, dass sie nicht parallel verlaufen. Vielmehr vergrößert sich
der Abstand der Seitenwände
vom Boden aus betrachtet insbesondere kontinuierlich zum offenen
Ende hin, so dass sich die Form eines liegenden Trapezes ergibt,
das einseitig offen ist. Mit anderen Worten, der zum Boden parallele
Schenkel des Trapezes fehlt.
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Durch
diese Konstruktion erhält
das erfindungsgemäße Befestigungselement
nicht nur seine kompakten, materialsparenden Abmessungen, sondern
auch eine ausgezeichnete Federwirkung. Durch die beschriebene liegende
U-Form ist zudem sehr viel Platz im Bereich des Bodens zur Umgreifung
einer Dacheindeckung, beispielsweise von Dachsteinen vorhanden.
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Das
Mittelstück
ist vorzugsweise derart angeordnet, dass die liegende U-Form vorzugsweise senkrecht
von dem Seitenrand oder einem der Seitenränder der Grundplatte wegzeigt.
Die Öffnung
der U-Form bzw. des Trapezes liegt dann (in Aufsicht von oben auf
die Grundplatte betrachtet) in etwa innerhalb der von der Grundplatte
aufgespannten Fläche sowie
in etwa oberhalb des Seitenrandes. Das restliche Mittelstück oder
ein großer
Teil davon liegt dann (ebenfalls in Aufsicht von oben auf die Grundplatte betrachtet)
außerhalb
dieser Fläche.
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Das
Mittelstück
(genauer der obere Trapezschenkel) geht an seinem der Grundplatte
gegenüberliegenden
Ende in den oberen Schenkelteil über, der
sich vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Grundplatte erstreckt
und weiterhin vorzugsweise eine Auflagerfläche für die Montageschiene bildet. Die
Auflagerfläche
ist somit abgekantet.
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Nach
einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform
ist in dem oberen Schenkelteil ein durchgehendes Langloch vorgesehen,
das sich in Richtung des Schenkelteils erstreckt. Auf diese Weise
ist es möglich,
eine Montageschiene auf einfache Weise mit dem oberen Schenkelteil
und somit dem erfindungsgemäßen Befestigungselement
zu verbinden.
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Nach
einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform sind der obere Schenkelteil
und das Langloch derart angeordnet und dimensioniert, dass sich
das Langloch in etwa oberhalb des unteren Schenkelteils und weiterhin
bevorzugt in etwa mittig darüber
befindet. Daraus ergibt sich das nahezu Unwirksamsein des Momentes
aus dem senkrechten Kraftanteil der angreifenden Belastungen. Durch
Auflagerung der Montageschiene auf dem oberen Schenkel des erfindungsgemäßen Befestigungselements
kann die Kraft direkt von Bauteil zu Bauteil übertragen werden. Durch die
gewählte
Ausgestaltung des oberen Schenkelteils kann die Montageschiene sowohl
in Schenkelrichtung als auch orthogonal dazu angeschlossen werden,
wodurch die universelle Einsetzbarkeit des erfindungsgemäßen Befestigungselementes
weiter erhöht
wird.
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Bei
einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform
erstreckt sich der mittlere Trapezschenkel des Mittelstücks in etwa
senkrecht zur Grundplatte. Weiterhin bevorzugt schließt der untere
Trapezschenkel einen spitzen Winkel mit der Ebene der Grundplatte
ein. Auf diese Weise ist es möglich,
das Mittelstück
derart auszugestalten, das es in Seitenansicht betrachtet die Form
eines gleichschenkligen Trapezes besitzen kann. Der Winkel zwischen
dem mittleren Trapezschenkel und einerseits dem oberen Trapezschenkel
und andererseits dem unteren Trapezschenkel können somit gleich sein, beispielsweise
91 bis 99° und
insbesondere 96°.
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Das
erfindungsgemäße Befestigungselement
kann aus jedem geeigneten Material gefertigt sein. Vorzugsweise
wird dabei Edelstahl zum Einsatz gebracht, da Edelstahl nicht nur
mechanisch stabil sondern auch gegenüber chemischen Angriffen beständig ist.
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Der
untere Schenkelteil des Hakenteils des erfindungsgemäßen Befestigungselements
kann auf jede bekannte Art und Weise mit der Grundplatte sowohl
fest als auch lösbar
verbunden sein. Vorzugsweise ist der untere Schenkelteil mit der
Grundplatte verschweißt.
Die Grundplatte weist vorzugsweise mehrere symmetrisch zueinanderstehende
Bohrungen (durchgehend) auf. Der obere Schenkelteil, das Mittelstück und der
untere Schenkelteil des Hakenteils sind vorzugsweise einstückig ausgebildet.
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Die
Erfindung wird anhand der folgenden, nicht maßstabsgetreuen und schematischen
Zeichnungen näher
erläutert.
Von den Figuren zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Befestigungselementes,
und
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2 und 3 perspektivische
Ansichten des in der 1 gezeigten Befestigungselementes.
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Das
in der 1 in Seitenansicht gezeigte erfindungsgemäße Befestigungselement
besitzt eine plane Grundplatte 8 mit mehreren symmetrisch
zueinander liegenden Bohrungen 9. Die Grundplatte 8 besitzt
in Aufsicht Rechteckform. In etwa in der Mitte einer der größeren, seitlichen
Seitenränder 10, 10' erstreckt sich
von der Oberfläche
der Grundplatte 8 ein unterer Schenkelteil 6 senkrecht
nach oben. Dieser Schenkelteil 6 ist mittels einer Kehlnaht 7 mit
der Grundplatte 8 fest verbunden. Der untere Schenkelteil 6 ist
zudem nur wenig von dem Seitenrand 10 der Grundplatte 8 beabstandet.
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An
seinem oberen Ende geht der untere Schenkelteil 6 mittels
eines kurzen gebogenen Abschnittes in einen unteren, sich in etwa
gerade erstreckenden Trapezschenkel 5 über, der wiederum an seinem
andere Ende mittels eines kurzen gebogenen Abschnittes in einen
sich in etwa senkrecht erstreckenden mittleren Trapezschenkel 4 übergeht.
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Der
mittlere Trapezschenkel 4 geht dann an seinem anderen Ende
wiederum ebenfalls mittels eines kürzeren gebogenen Abschnittes
in einen oberen Trapezschenkel 3 über. Der mittlere Trapezschenkel 4 bildet
mit dem oberen Trapezschenkel 3 und dem unteren Trapezschenkel 5 jeweils
einen Winkel α von
ca. 96°.
Das Mittelstück 3, 4, 5 des
erfindungsgemäßen Befestigungselements
besitzt somit die Form eines liegenden, einseitig offenen (in der 1 nach
rechts zeigenden) Trapezes. Der zum mittleren Trapezschenkel parallele
Trapezschenkel fehlt daher; an dieser Seite befindet sich die Öffnung, von
der aus eine Dacheindeckung in das durch die Trapezschenkel gebildete „U" eingeschoben werden kann.
Da sich der untere Schenkelteil 6 senkrecht zur Grundplatte 8 erstreckt
und da auch der mittlere Trapezschenkel 4 senkrecht verläuft, stellt
der Winkel zwischen dem unteren Trapezschenkel 5 und der Grundplatte 8 einen
spitzen Winkel dar, im vorliegenden Fall 6° dar.
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Da
der untere Trapezschenkel 5 nicht direkt sondern über den
unteren Schenkelteil 6 mit der Grundplatte 8 verbunden
ist, handelt es sich bei diesem Winkel um eine Art virtuellen Winkel,
der erst im Raum auftritt, wenn die Ebene der Grundplatte 8 und die
Ebene des unteren Trapezschenkels in diesen Raum verlängert werden.
Dieser Winkel ist in der 1 mit β bezeichnet.
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Der
obere Trapezschenkel 3 geht an seinem freien Ende in den
oberen Schenkelteil 1 über,
der mit einem sich in Längsrichtung
erstreckenden Langloch 2 ausgestattet ist. Der obere Schenkelteil 1 verläuft parallel
zur Grundplatte 8 (genauer zur Ebene der Grundplatte 8)
sowie im Abstand davon. Das Langloch 2 ist dabei derart
angeordnet, dass es sich oberhalb vom unteren Schenkelteil 6 beziehungsweise der
Anschluss-Stelle
des unteren Schenkelteils mit der Grundplatte 8 befindet.
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Der
Hakenteil aus unterem Schenkelteil 6, Mittelstück 3, 4, 5 und
oberem Schenkelteil 1 ist aus einem bandartigen Material,
im vorliegenden Fall Edelstahl, gefertigt. Die Breite dieses bandartigen Materials
ist geringer als die Ausdehnung der Grundplatte 8 in Richtung
des größeren Seitenrandes 10 des
Rechtecks. Die Breite dieses bandartigen Materials beträgt bei der
gezeigten Ausführungsform
35 mm, während
die Breite der Grundplatte 8 in Richtung des längeren Seitenrandes 10 der
Grundplatte 180 mm beträgt.
Die Dicke des bandartigen Materials beträgt etwa 8 mm.
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- 1
- oberer
Schenkelteil
- 2
- Langloch
- 3
- oberer
Trapezschenkel
- 4
- mittlerer
Trapezschenkel
- 5
- unterer
Trapezschenkel
- 6
- unterer
Schenkelteil
- 7
- Kehlnaht
- 8
- Grundplatte
- 9
- Bohrungen
- 10,
10'
- längere Seitenränder