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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsvorrichtung
zur Befestigung von Bauteilen, insbesondere von Tragelementen von
Solarmodulen oder dergleichen, an einem mit Dachdeckungselementen
eingedeckten geneigten Dach, wobei die Befestigungsvorrichtung einen
Befestigungsabschnitt zum Festlegen der Befestigungsvorrichtung
an einer Tragkonstruktion des Daches und einen Aufnahmeabschnitt
zur Aufnahme von zumindest einem zu befestigenden Bauteil aufweist.
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Befestigungsvorrichtungen
der zuvor genannten Art sind im Stand der Technik in verschiedenen
Ausgestaltungen bekannt.
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Beispielsweise
offenbart die
DE-A-10
2004 057 041 eine Befestigungsvorrichtung bestehend aus
einem Befestigungselement mit einem C-förmigen Mittelstück, das
vorzugsweise zum Umgreifen eines Dachziegels oder dergleichen dient.
Ein Ende eines ersten freien Schenkels des C-förmigen Mittelstücks ist
zur Befestigung an einem Baukörper,
insbesondere an einem Dachsparren, ausgebildet. Ein zweites Ende
des anderen freien Schenkels des C-förmigen Mitteilstücks ist
zur Befestigung eines Bauteils vorgesehen, insbesondere zur Befestigung eines
Tragelementes eines Solarmoduls. Da die Befestigungsvorrichtung
hohe Kräfte
aufnehmen muss, die in der Regel in der Größenordnung von 240 bis 540
kg/m
2 liegen, und das Befestigungselement
keiner plastischen Verformung aufgrund dieser Kräfte unterliegen darf, da sonst
ein Bruch des Dachziegels aufgrund eines durch die plastische Verformung
verursachten Aufliegens des ersten freien Schenkels auf dem Dachziegel
und der damit verbundenen Kraftübertragung
zu befürchten
ist, muss die Materialstärke des
Befestigungselementes ausreichend stark gewählt werden, um eben eine solche
plastische Verformung zu verhindern. Dies ist insbesondere in Bezug auf
den Materialverbrauch und in Bezug auf das hohe Eigengewicht der
Befestigungsvorrichtung nachteilig. Ein weiterer Nachteil dieser
Befestigungsvorrichtung besteht darin, dass das Ende des ersten
freien Schenkels des C-förmigen
Mittelstücks
des Befestigungselements derart ausgebildet ist, dass es nur an Längstragkonstruktionselementen,
insbesondere an Dachsparren, zu befestigen ist. Durch das feste
Rastermaß der
Sparren ist es jedoch nicht immer gegeben, dass sich das C-förmige Mittelstück des Befestigungselementes
im Tal des Dachziegels befindet, weshalb gegebenenfalls bei an verschiedenen
Positionen positionierten Befestigungsvorrichtungen verschiedene
Dachziegelhöhen überbrückt werden müssen, was
dazu führt,
dass verschiedenartig ausgebildete Befestigungsvorrichtungen zum
Einsatz kommen müssen.
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Eine
weitere Ausgestaltung einer Befestigungsvorrichtung ist beispielsweise
in der
DE-A-101 52
354 und in der
DE-U-202
04 963 beschrieben. Diese Befestigungsvorrichtungen bestehen
im wesentlichen aus einem S-förmig
gebogenen Stabelement, wobei das erste hakenförmige freie Ende des Befestigungselementes
zum Einhängen
in eine Traglattung einer Dachkonstruktion und das zweite hakenförmige freie
Ende zur Aufnahme eines Bauteils dient, insbesondere zur Aufnahme
eines Tragelementes eines Solarsystems. Aber auch bei diesem S-förmig ausgestalteten
Befestigungselement ist eine große Materialstärke erforderlich,
um die zuvor beschriebene plastische Verformung und somit einen Bruch
des entsprechenden Dachziegels zu verhindern.
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Es
ist dann Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Befestigungsvorrichtung
der eingangs genannten Art mit einer alternativen Ausgestaltung
zu schaffen, welche die zuvor genannten Nachteile zumindest teilweise
behebt.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung
durch eine Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Die
abhängigen
Ansprüche
beziehen sich auf individuelle Ausgestaltungen der vorliegenden
Erfindung.
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen
von Bauteilen, insbesondere von Tragelementen, die beispielsweise zum
Halten von Solarmodulen dienen, an einem mit Dachdeckungselementen,
wie beispielsweise Dachziegel, eingedeckten geneigten Dach. Die
Befestigungsvorrichtung umfasst einen im wesentlichen U-förmigen Befestigungsabschnitt
zum Festlegen der Befestigungsvorrichtung an einer Traglatte einer Tragkonstruktion
des Daches und einen Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme von zumindest
einem zu befestigenden Bauteil, wobei sich der Aufnahmeabschnitt
bevorzugt an den Befestigungsabschnitt anschließt.
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Der
Aufnahmeabschnitt weist einen ersten Kontaktbereich auf, der im
bestimmungsgemäß angeordneten
Zustand der Befestigungsvorrichtung mit einem ersten Dachdeckungselement
kontaktierbar ist. Der Befestigungsabschnitt umfasst einen zweiten Kontaktbereich,
der im bestimmungsgemäß angeordneten
Zustand der Befestigungsvorrichtung mit dem ersten Dachdeckungselement
kontaktierbar ist, und einen dritten Kontaktbereich, der im bestimmungsgemäß angeordneten
Zustand der Befestigungsvorrichtung mit einem zweiten, auf der Traglatte
aufliegenden Dachdeckungselement kontaktierbar ist. Erfindungsgemäß sind die
drei Kontaktbereiche derart angeordnet, dass die im bestimmungsgemäß angeordneten
Zustand der Befestigungsvorrichtung durch das zu befestigende Bauteil
in den Aufnahmeabschnitt eingeleiteten Kräfte über die jeweiligen Kontaktbereiche
durch das erste Dachdeckungselement, durch den Befestigungsabschnitt
und durch das zweite Dachdeckungselement in die Traglatte abgeleitet
und somit in die Tragkonstruktion des Daches eingeleitet werden.
Eine derartige Anordnung der einzelnen Kontaktbereiche ermöglicht ein
Ableiten der eingeleiteten Kräfte
die Tragkonstruktion des Daches, ohne dass die Gefahr eines Bruches
eines Dachdeckungselementes besteht, da die Dachdeckungselemente
nicht an den bruchgefährdeten
Stellen durch die Befestigungsvorrichtung belastet werden. Entsprechend
ist es im Gegensatz zum eingangs genannten Stand der Technik nicht
erforderlich, die Materialstärke
der Befestigungsvorrichtung zur Verhinderung einer plastischen Verformung
groß zu
wählen,
da eine solche plastische Verformung bei der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung kaum
negative Auswirkungen hat. Entsprechend kann Material eingespart
und das Eigengewicht der Befestigungsvorrichtung reduziert werden.
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Bevorzugt
fluchten der erste Kontaktbereich des Aufnahmeabschnittes und der
zweite und der dritte Kontaktbereich des Befestigungsabschnittes
in bestimmungsgemäß angeordnetem
Zustand der Befestigungsvorrichtung mit der Auflagefläche des zweiten
Dachdeckungselementes auf der Tragglatte in einer sich quer, insbesondere
senkrecht zur Neigung des Daches erstreckenden Richtung. Auf diese Weise
ergibt sich ein linienförmiger
Kraftfluss in der Richtung der Krafteinleitung.
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Vorteilhaft
weist der Aufnahmeabschnitt ein elastisches Element auf, das im
bestimmungsgemäß angeordneten
Zustand des Befestigungssystems im ersten Kontaktbereich positionierbar
ist. Das elastische Element stellt sicher, dass auch dynamisch wirkende
Kräfte,
die beispielsweise durch Wind oder dergleichen verursacht werden,
möglichst
sanft von dem Aufnahmeabschnitt über
den ersten Kontaktbereich in das erste Dachdeckungselement eingeleitet werden.
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Der
erste Kontaktbereich bzw. das den ersten Kontaktbereich bildende
elastische Element ist vorzugsweise in einer sich im Wesentlichen
senkrecht zur Neigung des Daches erstreckenden Richtung und/oder
in einer sich im Wesentlichen parallel zur Neigung des Daches erstreckenden
Richtung verstellbar. Auf diese Weise lässt sich der Kontaktbereich
bzw. das diesen bildende elastische Element optimal einstellen,
und zwar auch auf verschiedene Dachelementformen -und Stärken.
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Bevorzugt
weist der Aufnahmeabschnitt zumindest eine Befestigungsmittelaufnahme
auf, in die Befestigungsmittel zum Festlegen der anzuordnenden Bauteile
einsetzbar sind. Vorteilhaft sind mehrere Befestigungsmittelaufnahmen
vorgesehen, die ein Einsetzen von Befestigungsmitteln von verschiedenen
Richtungen zulassen. Bevorzugt ist wenigstens eine Befestigungsmittelaufnahme
ein Langloch, so dass sich entlang der Längserstreckung des Langloches
verschiedene Aufnahmepositionen für ein Befestigungsmittel ergeben.
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Auch
der Befestigungsabschnitt weist bevorzugt wenigstens eine Befestigungsmittelaufnahme auf,
um ein Befestigungsmittel aufzunehmen, mit dessen Hilfe der Befestigungsabschnitt
zusätzlich
fixierbar ist. Bei der Befestigungsmittelaufnahme kann es sich beispielsweise
um ein Durchgangsloch handeln, durch das eine Schraube in die Traglatte
geschraubt oder ein Nagel in diese eingeschlagen wird.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung genauer beschrieben.
In dieser ist
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1 eine
perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung;
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2 eine
Seitenansicht der Befestigungsvorrichtung in Richtung des Pfeils
A in 1;
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3 eine
Vorderansicht der Befestigungsvorrichtung in Richtung des Pfeils
B in 1;
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4 eine
perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung;
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5 eine
Seitenansicht der Befestigungsvorrichtung in Richtung des Pfeils
C in 4 und
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6 eine
Vorderansicht der Befestigungsvorrichtung in Richtung des Pfeils
D in 4.
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Gleiche
Bezugsziffern bezeichnen nachfolgend gleiche oder gleichartige Bauteile.
In den Figuren sind zur verständlicheren
Beschreibung Koordinatensysteme mit senkrecht zueinander stehenden X-,
Y- und Z-Achsen definiert, auf die entsprechend Bezug genommen wird.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 eine
erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 10 beschrieben,
wobei 1 eine perspektivische Ansicht, 2 eine
Seitenansicht in Richtung des Pfeils A in 1 und 3 eine
Vorderansicht in Richtung des Pfeils B in 1 ist.
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Die
Befestigungsvorrichtung 10 umfasst einen im wesentlichen
U-förmigen
Befestigungsabschnitt 12, der zum Festlegen bzw. Einhängen der Befestigungsvorrichtung 10 an
einer Traglatte 14 einer nicht näher dargestellten Tragkonstruktion
eines Daches dient, und einen sich an den Befestigungsabschnitt 12 anschließenden Aufnahmeabschnitt 16, der
zur Aufnahme von zumindest einem zu befestigen (nicht näher dargestellten)
Bauteil dient, wie beispielsweise zum Befestigen eines Tragelementes
eines Solarmoduls oder dergleichen.
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Der
im wesentlichen U-förmige
Befestigungsabschnitt 12 ist einteilig durch Biegeoperationen
ausgebildet und umfasst zwei Schenkelelemente 18 und 20,
die sich im wesentlichen parallel zueinander in Y-Richtung in der
YZ-Ebene erstrecken, sowie ein Querelement 22, das sich
senkrecht zu den Schenkelelementen 18 und 20 in
X-Richtung in der XZ-Ebene
erstreckt und diese miteinander verbindet. Der durch die Schenkelelemente 18 und 20 und durch
das Querelement 22 definierte Zwischenraum ist derart dimensioniert,
dass der Befestigungsabschnitt 12 im bestimmungsgemäß angeordneten
Zustand der Befestigungsvorrichtung 10, der in 2 dargestellt
ist, eine Traglatte 14 einer Tragkonstruktion des Daches
und ein an dieser gehaltenes Dachdeckungselement 24, bei
dem es sich vorliegend um einen Dachziegel handelt, klemmend umgreift.
Um die Anordnung des Befestigungsabschnittes 12 an der
Traglatte 14 und an dem Dachdeckungselement 24 zu
vereinfachen, ist das freie Ende 26 des Schenkelementes 18 von
dem Schenkelelement 20 wegweisend um einen Winkel von etwa
45° zur Y-Achse
abwärts
gebogen, um die Zugangsöffnung des
U-förmigen
Befestigungsabschnittes 12 zu vergrößern. Auf diese Weise lässt sich
der Befestigungsabschnitt 12 schnell und einfach auf die
Traglatte 14 und das an dieser gehaltene Dachdeckungselement 24 aufschieben
bzw. an diesen einhängen.
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Das
Schenkelelement 20 liegt in bestimmungsgemäß angeordnetem
Zustand der Befestigungsvorrichtung 10 zum Großteil in
einem Kontaktbereich flächig
an der Oberseite des Dachdeckungselementes 24 an. Der Kontaktbereich
ist dabei derart dimensioniert, dass er die gesamte Breite W der Traglatte 14 geringfügig überspannt.
Im Anschluss an den Kontaktbereich des Schenkelelementes 20 mit
dem Dachdeckungselement 24 schließt sich in Richtung des freien
Endes 28 des Schenkelelementes 20 ein aufwärts in Richtung
von dem unteren Schenkelement 18 weg gebogener Bereich 30 an, der
dazu dient, einen Kontakt des freien Endes 28 des Schenkelelementes 20 mit
demjenigen Abschnitt des Dachdeckungselementes 24 im Wesentlichen
zu verhindern, der nicht von der Traglatte 14 gestützt wird.
Um den Befestigungsabschnitt 12 zusätzlich an der Traglatte 14 festzulegen,
ist in dem Querelement 22 eine Durchgangsbohrung 32 vorgesehen,
durch die ein Befestigungsmittel, beispielsweise ein Nagel, hindurchgeführt und
in die Traglatte 14 eingeschlagen werden kann.
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An
das freie Ende 28 des Befestigungsabschnittes 12 schließt sich
seitlich ein in einem Winkel von 90° in X-Richtung aufwärts gebogenes
Haltelement 34 des Aufnahmeabschnittes 16 an,
das sich in der XY-Ebene erstreckt und an dem ein Aufnahmeelement 36 des
Aufnahmeabschnittes 16 gehalten ist. Das Halteelement 34 weist
einen sich in X-Richtung erstreckenden Längsschlitz 38 auf,
um das Aufnahmeelement 36 in X-Richtung variabel einstellbar
aufzunehmen.
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Die
Befestigung erfolgt über
eine Befestigungsschraube 40, die durch den Längsschlitz 38 und
eine entsprechende kreisförmige
Durchgangsöffnung
(nicht dargestellt) des Aufnahmeelementes 36 in Z-Richtung
geführt
und durch eine Kombination einer Unterlegscheibe 42 und
einer Mutter 44 gekontert ist. Ein sich in der XZ-Ebene
erstreckende Anschlag 46, der einteilig mit dem Aufnahmeelement 36 ausgebildet
ist und das Halteelement 34 in Z-Richtung umgreift, verhindert
eine Schwenkbewegung des Aufnahmeelementes 36 um die Achse
der Befestigungsschraube 40.
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Das
Aufnahmeelement 36 weist einen im wesentlichen U-förmigen Aufbau
mit einem oberen Schenkel 48, einem unteren Schenkel 50,
die sich in Y-Richtung in der YZ-Ebene
erstrecken, und einem sich in Y-Richtung in der XY-Ebene erstreckenden Querelement 52 auf,
welches die beiden Schenkel 48 und 50 miteinander
verbindet, wobei das Aufnahmeelement 36 einteilig aus einem
Flachmaterial durch Biegeoperation hergestellt ist. Der obere Schenkel 48 weist
in Y-Richtung einen Längsschlitz 54 auf,
an dem mittels nicht dargestellter Befestigungsmittel, wie beispielsweise
Schrauben oder dergleichen, Bauteile, insbesondere Tragelemente
von beispielsweise Solarmodulen, variabel in Y-Richtung befestigt werden
können.
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Das
Querelement 52, das sich in der XY-Ebene erstreckt, weist
im Übergangsbereich
zum unteren Schenkel 50 ebenfalls einen sich in Y-Richtung
erstreckenden Längsschlitz 56 auf,
durch den ein Halteabschnitt 58 eines klammerartig ausgebildeten
elastischen Elementes 60 geführt ist, welches den unteren
Schenkel 50 des Aufnahmeelementes 36 von unten
umgreift und auf diese Weise längsverschieblich
entlang der Längserstreckung
des Längsschlitzes 56 in
y-Richtung hin- und her bewegbar ist. Das elastische Element 60 ist
somit in X-Richtung entlang des Längsschlitzes 38 in
dem Halteelement 34 und in Y-Richtung entlang dem Längsschlitz 56 des
Aufnahmeelementes 36 variabel positionierbar.
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Diese
variable Positionierbarkeit des elastischen Elementes 60 ist
dahingehend vorteilhaft, dass das elastische Element 60 auf
diese Weise, wie es in 2 zu erkennen ist, unabhängig von
den Dimensionierungen in der Traglatte 14 und der Dachdeckungselemente 24 und 62 in
berührenden
Kontakt mit dem Dachdeckungselement 62 gebracht werden
kann, indem das elastische Element 60 aus dem in 2 dargestellten
Zustand durch Verschiebung der Befestigungsschraube 40 in
dem Längsschlitz 38 des
Halteelementes 34 abwärts
bewegt wird. Auf diese Weise ergeben sich mehrere Kontaktbereiche,
nämlich
ein Kontaktbereich zwischen der Unterseite des elastischen Elementes 60 des
Aufnahmeabschnittes 16 mit der Oberseite des Dachdeckungselementes 62,
ein weiterer Kontaktbereich zwischen der Unterseite des Dachdeckungselementes 62 und
der Oberseite des Schenkelelementes 20 des Befestigungsabschnittes 12,
noch ein weiterer Kontaktbereich zwischen der Unterseite des Schenkelementes
des Befestigungsabschnittes 12 mit der Oberseite des Dachdeckungselementes 24,
ein Kontaktbereich zwischen der Unterseite des Dachdeckungselementes 24 und
der Oberseite der Traglatte 14 und ein letzter Kontaktbereich
zwischen der Unterseite der Traglatte 14 und dem unteren
Schenkelement des Befestigungsabschnittes 12, wobei sämtliche
der zuvor genannten Kontaktbereiche in X-Richtung, also in einer
Richtung senkrecht zur Neigung der Dachdeckungselemente 24 und 62,
miteinander fluchten. Auf diese Weise ergibt sich ein gradliniger
Kraftfluss, der die im bestimmungsgemäß angeordneten Zustand der
Befestigungsvorrichtung 10 durch das zu befestigende Bauteil
in den Aufnahmeabschnitt 16 eingeleiteten Kräfte über die
jeweiligen Kontaktbereiche durch das erste Dachdeckungselement 62,
durch das obere Schenkelement 18 des Befestigungsabschnittes 12,
durch das zweite Dachdeckungselement 24 in die Traglatte 14 abgeleitet
werden. Weil kein Bereich der Dachdeckungselemente 24 und 62,
der nicht durch die Traglatte 14 gestützt wird, durch die eingeleiteten
Kräfte
belastet wird, ist ein Bruch der Dachdeckungselemente 24 und 62 nicht
zu befürchten.
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Durch
die unmittelbare Ableitung der Kräfte durch die oben aufgeführten Elemente
in die Traglatte 14 ist ferner ein Durchbiegen der Befestigungsvorrichtung 10 aufgrund
dieser Kräfte
nicht zu befürchten,
weshalb die Materialstärke
der Befestigungsvorrichtung 10 im Vergleich zu Befestigungsvorrichtungen,
die im Stand der Technik vorgeschlagen werden, gering gewählt werden
kann. Das elastische Element ist beispielsweise aus einem Gummimaterial
ausgebildet und dient dazu, einen „sanften" Kontakt mit dem Dachdeckungselement 62 zu
erzeugen. Auf diese Weise können
insbesondere Stoßbeanspruchungen,
die beispielsweise durch Wind erzeugt werden, abgefedert werden.
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Eine
weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 70 ist
in den 4 bis 6 gezeigt, wobei 4 eine
perspektivische Ansicht ist, 5 eine Seitenansicht
aus Richtung des Pfeils C in 4 ist und 6 eine
Vorderansicht in Richtung des Pfeils D in 4 ist.
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Die
Konstruktion der Befestigungsvorrichtung 70 entspricht
in großen
Teilen der in den 1 bis 3 dargestellten
Befestigungsvorrichtung 10 mit Ausnahme der Tatsache, dass
zusätzlich
zu dem Längsschlitz 54 in
dem oberen Schenkel 48 des Aufnahmeelementes 36 ein
weiterer sich diagonal in der XY-Ebene erstreckender Längsschlitz 72 in
dem Querelement 52 des Aufnahmeelementes 36 vorgesehen
ist. Zudem ist die U-förmige
Ausbildung des in den 1 bis 3 dargestellten
Aufnahmeelementes 36 um einen weiteren Schenkel 74 ergänzt, der sich
an das freie Ende des Querelementes 52 in Z-Richtung anschließend in
der XZ-Ebene erstreckt. Auch dieser Schenkel 74 ist mit
einem Längsschlitz 76 versehen,
der sich in X-Richtung erstreckt. Die zusätzlichen Längsschlitze 72 und 76 dienen
dazu, Bauteile in der XY-Ebene und in der XZ-Ebene mit Hilfe von
entsprechenden Befestigungsmitteln zu befestigen. Entsprechend ist
es möglich,
die unterschiedlichsten Bauteile an der Befestigungsvorrichtung 70 in
verschiedensten Anordnungen zu befestigen.
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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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- 10
- Befestigungsvorrichtung
- 12
- Befestigungsabschnitt
- 14
- Traglatte
- 16
- Aufnahmeabschnitt
- 18
- Schenkelelement
- 20
- Schenkelelement
- 22
- Querelement
- 24
- Dachdeckungselement
- 26
- freies
Ende
- 28
- freies
Ende
- 30
- Bereich
- 32
- Durchgangsbohrung
- 34
- Halteelement
- 36
- Aufnahmeelement
- 38
- Längsschlitz
- 40
- Befestigungsschraube
- 42
- Unterlegscheibe
- 44
- Mutter
- 46
- Anschlag
- 48
- Schenkel
- 50
- Schenkel
- 52
- Querelement
- 54
- Längsschlitz
- 56
- Längsschlitz
- 58
- Halteabschnitte
- 60
- elastisches
Element
- 62
- Dachdeckungselement
- 70
- Befestigungsvorrichtung
- 72
- Längsschlitz
- 74
- Schenkel
- 76
- Längsschlitz