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Die
Erfindung betrifft eine Solarmodulbefestigung mit einer Tragschiene
für ein
Solarmodul, die beidseitig zumindest bereichsweise jeweils einen
Befestigungssteg aufweist, sowie mit mindestens einem zum Befestigen
der Tragschiene an einem Gegenstand dienenden Haltemittel.
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Solarmodulbefestigungen
zum Befestigen von Solarmodulen sind aus dem Stand der Technik weitläufig bekannt.
Häufig
werden dabei zunächst
an einem Gegenstand, wie zum Beispiels an einer Dachschräge eines
Wohnhauses eine oder mehrere Tragschienen befestigt, an denen anschließend das Solarmodul
selbst befestigt wird. Die Tragschienen dienen dabei als Grundgerüst für das oder
die Solarmodule und erlauben eine einfache und flexible Montage
auf dem Wohndach. Zunächst
müssten
jedoch die Tragschienen auf dem Wohndach selbst befestigt werden.
Häufig
weisen die Tragschienen dazu beidseitig zumindest bereichsweise
jeweils einen Befestigungssteg auf. Üblicherweise werden die Befestigungsstege
mittels Schrauben und/oder mittels Nieten, insbesondere mittels
selbstbohrenden Schrauben, an dem Gegenstand beziehungsweise dem Wohndach
festgelegt.
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Für den Monteur
hat dies den Nachteil, dass er die Tragschiene, die in der Regel
eine Länge
von über
6 Metern aufweist, an der Dachschräge halten, ausrichten und gleichzeitig
festschrauben/festnieten muss. Um eine sichere Befestigung des Solarmoduls beziehungsweise
der Tragschiene an dem Gegenstand zu gewährleisten, werden mehrere Schrauben beziehungsweise
selbstbohrende Schrauben/gewindeschneidende Schrauben und/oder Nieten
als Haltemittel entlang der Tragschiene beziehungsweise entlang
der Befestigungsstege vorgesehen. Wobei hierzu zunächst an
entsprechender Stelle die Befestigungsstege/die Tragschiene durchbohrt
werden müssen.
Ein derartiges Befestigen der Tragschiene kann jedoch durch beispielsweise
witterungsbedingte Temperaturunterschiede zu hohen Verspannungen
in der Tragschiene führen.
Ein derartiges Befestigen der Tragschiene kann jedoch durch beispielsweise
witterungsbedingte Temperaturunterschiede zu hohen Verspannungen
in der Tragschiene führen. Im
schlimmsten Fall kann dies ein Lösen
der Tragschiene von dem Gegenstand zur Folge haben.
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Es
ist somit die Aufgabe der Erfindung eine Solarmodulbefestigung zum
Befestigen eines Solarmoduls zu erschaffen, welche eine einfache
Montage sowie eine hohe Belastbarkeit beziehungsweise Sicherheit
der Solarmodulbefestigung gewährleistet.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. So ist
vorgesehen, dass das Haltemittels als – im Querschnitt gesehen – im Wesentlichen
U-förmige Halter
mit einem Grundstück
und zwei Schenkeln ausgebildet ist, wobei die Schenkel an ihren
Innenseiten vorzugsweise einander gegenüberliegende Aufnahmenuten für die Befestigungsstege
aufweisen, wobei eine erste der Aufnahmenuten eine Höhe aufweist,
die der Dicke des zugehörigen
Befestigungssteges zu dessen im Wesentlichen spielfreien Aufnahme
entspricht, und die andere, zweite Aufnahmenut eine Höhe besitzt,
die derart größer als
die Dicke des zugehörigen
Befestigungsstegs ist, dass bei aufgenommenem Befestigungssteg der
Halter gegenüber
der Tragschiene verkippbar ist, und wobei der Abstand zwischen dem
Nutgrund der zweiten Aufnahmenut und der Innenseite des gegenüberliegenden
Schenkels größer als
die Breite der Tragschiene im Bereich der Befestigungsstege ist.
Es ist also vorgesehen, dass die Tragschiene an einem U-förmigen Halter
befestigbar ist, wobei dazu die Befestigungsstege in die erste und
die zweite Aufnahmenut einbringbar sind. Dabei erlaubt die erste
Aufnahmenut eine im Wesentlichen spielfreie Aufnahme des entsprechenden
beziehungsweise zugehörigen Befestigungssteges
der Tragschiene, wozu die Höhe der
Aufnahmenut im Wesentlichen der Dicke des Befestigungssteges entspricht.
Letztendlich wird somit der zugehörige Befestigungssteg durch
den Schenkel des Halters beidseitig umgriffen. Der andere Befestigungssteg
der Tragschiene ist in der zweiten Aufnahmenut verkippbar, wozu
die Höhe
der zweiten Aufnahmenut Höher
ist als die Dicke des zugehörigen
Befestigungssteges. Das heißt,
dass der Halter den entsprechenden Befestigungssteg mit der zweiten
Aufnahmenut zwar umgreift, jedoch diesen nicht in eine bestimmten
Position und/oder Ausrichtung zwingt. Somit ist die Tragschiene
beziehungsweise der Befestigungssteg in der zweiten Aufnahmenut
in der Höhe
verlagerbar und somit ist der Halter gegenüber der Tragschiene beziehungsweise
die Tragschiene gegenüber
dem Halter in der zweiten Aufnahmenut verkippbar. Schließlich sind
die Maße
der Tragschiene und des Halters derart gewählt, dass die Breite der Tragschiene
im Bereich der Befestigungsstege, also letztendlich der Abstand
der freien Enden der Befestigungsstege zueinander, kleiner als der Abstand
zwischen dem Nutgrund der zweiten Aufnahmenut und der Innenseite
des gegenüberliegenden
Schenkels. Das hat zur Folge, dass wenn die Tragschiene mit dem
entsprechenden Befestigungssteg in der zweiten Aufnahmenut bis an
den Nutgrund seitlich verlagert beziehungsweise verschoben wird,
der andere Befestigungssteg beabstandet zu der Innenseite des gegenüberliegenden
Schenkels liegt, sodass sein freies Ende nicht mit der Innenseite des
Schenkels in Berührung
kommt. Dadurch liegt dieser Befestigungssteg frei zwischen den Schenkeln
des Halters, und insbesondere beabstandet zu der ersten Aufnahmenut.
Somit kann die Tragschiene auf einfache Art und Weise an dem Halter
befestigt werden. Dazu muss sie lediglich mit einem der Befestigungsstege
seitlich beziehungsweise radial in die zweite Aufnahmenut zumindest
so weit eingeschoben werden, dass der andere Befestigungssteg derart
beabstandet zu der Innenseite des gegenüberliegenden Schenkels liegt,
dass er verkippt werden kann, bis er mit der ersten Aufnahmenut
fluchtet, um schließlich
seitlich in die erste Aufnahmenut verlagert zu werden. Durch die
Spielfreie Aufnahme des Befestigungssteges in der ersten Aufnahmenut
ist die Tragschiene nunmehr an dem Halter (oder der Halter an der
Tragschiene) arretiert beziehungsweise befestigt. Insbesondere ist
die Tragschiene nunmehr mit beiden Befestigungsstegen gehalten,
wobei der Befestigungssteg in der zweiten Aufnahmenut wenn auch
nicht spielfrei aber zumindest vor einem Herauskippen durch eine
entsprechende Wahl der Höhe der
zweiten Aufnahmenut geschützt
ist. Zur Befestigung wird die Tragschiene also mit einem Befestigungssteg
in die zweite Aufnahmenut geschoben, darin verkippt und anschließend mit
dem anderen Befestigungssteg soweit in die erste Aufnahmenut geschoben,
dass der erste Befestigungssteg zumindest bereichsweise in der zweiten
Aufnahmenut verbleibt. Zum Lösen
der Tragschiene von dem Halter wird entsprechend vorgegangen. Ob
die Tragschiene an dem Halter oder Halter an der Tragschiene befestigt
wird, ist hierbei natürlich
zunächst
nicht weiter von Bedeutung. Bei der Montage der Solarmodulbefestigung
kann das Haltemittel beziehungsweise der Halter nunmehr an dem Gegenstand
befestigt werden und anschließend
die Tragschiene auf einfa che Art und Weise an dem Halter. Ein aufwendiges
axiales Einfädeln
der Tragschiene – also
in Richtung ihrer Längserstreckung – ist nicht
notwendig. Darüber
hinaus erlaubt das seitliche Spiel der Tragschiene in dem Halter
ein beispielsweise temperaturbedingtes Verformen der Tragschiene
ohne dass Verspannungen in der Tragschiene und/oder an dem Halter
auftreten, die zu einer Beschädigung
der Tragschiene und/oder des Halters führen könnten.
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Zweckmäßigerweise
ist der Abstand zwischen dem Nutgrund der ersten Aufnahmenut und der
Innenseite des gegenüberliegenden
Schenkels kleiner als die Breite der Tragschiene im Bereich der Befestigungsstege.
Das hat zur Folge, dass bei dem seitlichen Verlagern der Tragschiene
in die erste Aufnahmenut der gegenüberliegende Befestigungssteg stets
in der zweiten Aufnahmenut zumindest bereichsweise verbleibt. Ist
der eine Befestigungssteg somit in der ersten Aufnahmenut gehalten,
verbleibt der andere Befestigungssteg in der zweiten Aufnahmenut,
sodass ein Lösen
der Tragschiene von dem Halter wirksam verhindert wird.
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Vorteilhafterweise
entspricht die Kontur der ersten Aufnahmenut im Wesentlichen der
des zugeshörigen
Befestigungsstegs. Dadurch ist der Befestigungssteg nicht nur spielfrei
in der ersten Aufnahmenut aufnehmbar, sondern wird in dieser definiert
geführt
beziehungsweise in einer bestimmten Position/Ausrichtung gehalten.
Ist die Tragschiene mit dem einen Befestigungssteg in die erste
Aufnahmenut verschoben, so wird die Tragschiene durch die Kontur
der ersten Aufnahmenut in ihrer Position gehalten. Dadurch wird
ein nachträgliches
Verkippen der Tragschiene an dem Halter beziehungsweise des Halters an
der Tragschiene wirksam verhindert.
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Zusätzlich oder
alternativ weist die zweite Aufnahmenut bevorzugt eine Verjüngung auf,
deren Höhe
der Dicke des zugehörigen
Befestigungsstegs zu dessen im Wesentlichen spielfreien Kipplagerung entspricht.
Es ist somit vorgesehen, dass die zweite Aufnahmenut einen Hinterschnitt
aufweist, der durch die Verjüngung
gebildet wird, wobei die Verjüngung den
zugehörigen
Befestigungssteg lagernd umgreift, sodass dieser zwar durch die
zweite Aufnahmenut gehalten, jedoch verkippbar ist. Zweckmäßigerweise ist
die Verjüngung
dazu derart ausgebildet, dass sie mit dem Befestigungssteg beidseitig
jeweils eine Anlagekante beziehungsweise -linie bildet, um welche der
Befestigungssteg gekippt werden kann. Mit anderen Worten definiert
die Verjüngung
eine ortsfeste Kippachse für
die Tragschiene.
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Bevorzugt
ist der Abstand der Verjüngung
zu dem Nutgrund der gegenüberliegenden
Aufnahmenut kleiner als die Breite der Tragschiene im Bereich der
Befestigungsstege. Dadurch ist gewährleistet, dass die Tragschiene,
wenn sie mit dem einen Befestigungssteg bis an den Nutgrund der
ersten Aufnahmenut eingeschoben ist, durch die Verjüngung der zweiten
Aufnahmenut weiterhin gehalten wird. Dadurch ist die Tragschiene
beidseitig im Wesentlichen spielfrei an dem Halter gehalten, sobald
sie in die erste Aufnahmenut nach dem Verkippen eingeschoben ist.
Die vorteilhafte Verjüngung
kann dabei zusätzlich oder
alternativ zu der oben genannten Kontur der ersten Aufnahmenut vorgesehen
sein. Durch das beidseitige im Wesentlichen spielfreie Lagern der Tragschiene
wird ein Verkippen/Verwackeln der Tragschiene im montierten Zustand
dauerhaft verhindert, sodass beispielsweise auch bei starken Winden ein
Solarmodul mittels der Solarmodulbefestigung stets sicher und fest
an dem Gegenstand gehalten ist. Darüber hinaus werden störende Klappergeräusche verhindert.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist die zweite Aufnahmenut im
Wesentlichen C-förmig, dreieckförmig, trapezförmig und/oder
kreissegmentförmig
ausgebildet, wobei der verjüngte
Bereich stets im Eingangsbereich der zweiten Aufnahmenut angeordnet
ist. Der Hinterschnitt erlaubt stets das Verkippen der Tragschiene
beziehungsweise des entsprechenden Befestigungsstegs in der zweiten
Aufnahmenut.
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Zweckmäßigerweise
sind die Aufnahmenuten fluchtend zueinander angeordnet, sodass die
erste Aufnahmenut und die zweite Aufnahmenut auf gleicher Höhe an den
Innenseiten der Schenkel angeordnet sind. Entsprechend sind die
Befestigungsstege der Tragschiene fluchtend zueinander an der Tragschiene
angeordnet.
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Besonders
bevorzugt ist der Halter im Wesentlichen C-förmig ausgebildet. Das bedeutet,
dass die erste und die zweite Aufnahmenut einseitig jeweils durch
das Grundstück
des Halters begrenzt sind. Bei der Befestigung der Tragschiene hat
dies den Vorteil, dass die Tragschiene auf dem Grundstück nach
dem Verkippen beispielsweise flächig
aufliegen kann. Dabei wird vor allem der entsprechende Befestigungssteg
auf einfache Art und Weise fluchtend zu der ersten Aufnahmenut nach
dem Verkippen beziehungsweise durch das Verkippen angeordnet/ausgerichtet.
Die Tragschiene kann somit bei der Montage zunächst in die zweite Aufnahmenut
eingeschoben, dann soweit wie möglich
bis auf das Grundstück
verkippt und schließlich
in die erste Aufnahmenut bis an den Nutgrund verschoben werden.
Die C-förmige
Ausbildung des Halters erlaubt darüber hinaus eine einfache und
kostengünstige
Fertigung des Halters.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Halter
mindestens eine Durchgangsöffnung
für ein
Befestigungsmittel, insbesondere eine Schraube oder dergleichen,
zum Befestigen des Halters an dem Gegenstand aufweist. Vorteilhafterweise
weist der Halter an seinen beiden freien Enden beziehungsweise in
den Schenkeln jeweils eine Durchgangsöffnung für ein Befestigungsmittel auf.
Wobei die Durchgangsöffnungen
natürlich
beabstandet zu der jeweiligen Aufnahmenut angeordnet sind. Der Halter
kann somit auf einfache Art und Weise als erstes auf dem Gegenstand
befestigt, beispielsweise verschraubt, werden.
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Vorteilhafterweise
weist der Halter auf mindestens einer Seite der Durchgangsöffnung einen
die Durchgangsöffnung
umgebenden Dichtungssteg auf. Der Dichtungssteg ist also erhaben
als Vorsprung zu der Oberfläche,
an der die Durchgangsöffnung durchtritt,
ausgebildet und umgibt die Durchgangsöffnung vollumfänglich.
Bei der Befestigung des Halters auf dem Gegenstand wird dadurch
eine wirksame Dichtung zwischen dem Halter und dem Gegenstand oder
beispielsweise einem Schraubenkopf gewährleistet. Da Solarmodule üblicherweise
im Freien verwendet werden, bietet dies einen Schutz vor unerwünschtem
Eintritt von beispielsweise Regenwasser in die Solarmodulbefestigung.
Insbesondere wird ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Gegenstand,
an dem der Halter beziehungsweise das Solarmodul befestigt werden
soll, verhindert.
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Vorteilhafterweise
ist der Dichtungssteg dazu zumindest bereichsweise elastisch verformbar, sodass
ein hoher Dichtungsgrad auch auf lange Zeit hin gewährleistet
ist. Häufig
werden Solarmodule an einem Trapezblech befestigt, welches die wasserabweisende
Funktion beispielsweise eines Wohndachs weiterhin gewährleisten
soll. Gerade hier ist die oben beschriebene Dichtung mittels des
Dichtungsstegs von Bedeutung, da hier ein Eindringen von Feuchtigkeit
beziehungsweise Wasser durch das Trapezblech hindurch verhindert
wird. Bevorzugt weist die Durchgangsöffnung beidseitig einen sie
umgebenden Dichtungssteg auf.
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Besonders
bevorzugt ist zumindest der Dichtungssteg auf der dem Gegenstand
zugeordneten Seite des Halters beabstandet zu der Durchgangsöffnung angeordnet.
Der Dichtungssteg weist somit einen größeren Durchmesser als die Durchgangsöffnung auf
und umgibt diese beabstandet. Dadurch wird zwischen der Durchgangsöffnung und
dem Dichtungssteg ein Freiraum beziehungsweise auch Holraum gebildet.
Bei der Montage des Halters führt dies
dazu, dass beim Festschrauben des Halters an dem Gegenstand Material
des Halters in den Freiraum eindringen und der Dichtungssteg besonders dicht
auf dem Gegenstand aufliegen kann. Insbesondere wenn der Gegenstand
als Trapezblech ausgebildet ist, führt dies zu einem besonders
hohen Dichtungsgrad. Das Trapezblech wird dabei beim Festschrauben
des Halters im Bereich des Freiraums derart verformt, dass es in
den Freiraum eindringt, wobei eine vollumfängliche Dichtungskante an dem
Dichtungssteg entsteht.
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Vorteilhafterweise
sind mehrere Halter an der Tragschiene angeordnet, sodass die Tragschiene durch
mehrere Halter an dem Gegenstand gehalten wird. Bevorzugt sind die
mehreren Halter an der Tragschiene gleich ausgerichtet. Das bedeutet,
dass die Halter parallel zueinander ausgerichtet sind und jeweils
der eine Befestigungssteg in der ersten Aufnahmenut und der andere
Befestigungssteg in der zweiten Aufnahmenut aufgenommen ist. Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens
einer der mehreren Halter an der Tragschiene entgegengesetzt ausgerichtet
ist, sodass dieser Halter um 180° verdreht
zu den anderen Haltern an der Tragschiene angeordnet ist. Dadurch
liegt beispielsweise der Befestigungssteg, der in den anderen Haltern
in der zweiten Aufnahmenut einliegt, bei diesem Halter in der ersten
Aufnahmenut ein. Dadurch wird insbesondere die Stabilität der Solarmodulbefestigung
erhöht.
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Nach
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Solarmodulbefestigung
ein an der Tragschiene befestigbares Halteblech zum bereichsweisen
Umgreifen zumindest eines Solarmoduls, insbesondere eines Rahmens
des Solarmoduls, auf. Das Halteblech umgreift also zumindest bereichsweise
die Oberseite eines Solarmoduls, sodass dieses an der Tragschiene
ausgerichtet und festgehalten ist. Dazu ist das Halteblech beispielsweise
im Wesentlichen L- oder S-förmig
ausgebildet. Auch kann das Halteblech T-förmig ausgebildet sein, dann
dient es vorzugsweise dazu, zwei benachbarte Solarmodule an der
Tragschiene zu befestigen, wobei jeweils eine Seite des Halteblechs
zum Halten beziehungsweise bereichsweise Umgreifen eines der Solarmodule
beziehungsweise eines Rahmens der Solarmodule dient.
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Vorteilhafterweise
ist mindestens ein Nutstein in/an der Tragschiene längsverschiebbar
angeordnet. Die Tragschiene weist dazu eine nutförmige Vertiefung auf, in der
der Nutstein entlang der Tragschiene (längs) verschiebbar ist. Vorteilhafterweise ist
das Halteblech an dem Nutstein befestigbar, insbesondere verschraubbar.
Damit kann die Position des Solarmoduls beziehungsweise des Halteblechs an
der Tragschiene variabel durch Längsverschieben des
Nutsteins bestimmt werden. Zweckmäßigerweise weist der Nutstein
ein Gewinde auf, welches der Verschraubung des Halteblechs dient.
Bevorzugt sind der Nutstein und/oder die Tragschiene derart ausgebildet,
dass sie einen Hintergriffsitz bilden, sodass der Nutstein nicht
radial beziehungsweise seitlich von der Tragschiene gelöst werden
kann. Die Tragschiene weist vorteilhafterweise ein U-förmiges Querschnittsprofil
auf, wobei der Nutstein zwischen den Schenkeln der Tragschiene gehalten
ist. Vorteilhafterweise weisen die Schenkel beidseitig jeweils einen
nach Innen ragenden Führungssteg
beziehungsweise Vorsprung auf, der ein Lösen des Nutsteins seitlich
aus der Tragschiene verhindert. Die Tragschiene weist somit bevorzugt – abgesehen
von den Befestigungsstegen – einen
im Wesentlichen C-förmigen
Querschnitt auf.
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Weiterhin
ist vorgesehen, dass der Halter und/oder die Tragschiene wenigstens
ein Axialsicherungsmittel aufweisen. Im einfachsten Fall weist dazu der
Halter einen Axialanschlag für
die Tragschiene auf, sodass diese nicht in Richtung ihrer Längserstreckung
durch den Halter geschoben werden kann. Der Axialanschlag kann beispielsweise
als „Radial"-Vorsprung auf dem
Grundstück
des Halters ausgebildet sein. In diesem Fall ist der Halter als
ein End-Halter für
die Tragschiene ausgebildet. Ebenso ist es denkbar, Radial-Vorsprünge im Bereich
der Aufnahmenuten vorzusehen. Alternativ oder zusätzlich kann
die Tragschiene in ihren Befestigungsstegen einen oder mehrere Axialanschläge aufweisen,
die im montierten Zustand mit beispielsweise einer Stirnseite des Halters
zusammenwirken. Auch ist es denkbar, die Tragschiene insbesondere
mittig an einer oder mehreren Stellen auf dem Gegenstand zu verschrauben.
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Schließlich ist
vorgesehen, dass die Tragschiene zumindest im Wesentlichen aus Aluminium und/oder
der Halter zumindest im Wesentlichen aus Kunststoff, insbesondere
Polyamid, gefertigt ist. Bei der Kunststoff-Aluminium-Kombination
gewährleistet der
Halter zusätzlich
eine elektrische Isolation zwischen dem Trapezblech und der Tragschiene,
sodass eine Kontaktkorrossion verhindert wird.
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Ein
Befestigen des Solarmoduls an dem Gegenstand mit der oben beschriebenen
Solarmodulbefestigung erfolgt wie folgt: Zunächst werden zumindest zwei
der Halter parallel und beabstandet zueinander an dem Gegenstand,
insbesondere durch Verschrauben, befestigt. Anschließend wird
die Tragschiene seitlich mit einem der Befestigungsstege in die
jeweilige zweite Aufnahmenut der Halter eingebracht und anschließend derart
verkippt, dass der andere Befestigungssteg mit der ersten Aufnahmenut fluchtet.
Schließlich
wird die Tragschiene nach dem Verkippen seitlich mit dem anderen
Befestigungssteg in die erste Aufnahmenut verschoben, sodass die Tragschiene
beidseitig mit ihren Befestigungsstegen in der jeweiligen Aufnahmenut
gehalten ist. Abschließend
wird das Solarmodul an der Tragschiene befestigt.
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Häufig werden
Solarmodule auf schräg
ausgerichteten beziehungsweise geneigten Gegenständen, wie beispielsweise Wohndächern, befestigt.
In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn
die zwei Halter auf dem geneigten Gegenstand derart angeordnet werden,
dass jeweils der die zweite Aufnahmenut aufweisende Schenkel oberhalb
des die erste Aufnahmenut aufweisenden Schenkels liegt. Damit wird die
Tragschiene durch ihr Gewicht und das des Solarmoduls in der ersten
Aufnahmenut gehalten, sodass sich die Tragschiene nicht von selbst
von dem Halter lösen
kann, da der die Verlagerung der Trag schiene nach unten begrenzende
Nutgrund der ersten Aufnahmenut näher zu der Innenseite beziehungsweise zu
der Verjüngung
der zweiten Aufnahmenut liegt als die Tragschiene im Bereich ihrer
Befestigungsstege breit ist.
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Bei
Befestigen des Solarmoduls auf einem Erhebungen aufweisenden Gegenstand,
insbesondere auf einem Trapezblech, werden die Halter zweckmäßigerweise
auf den Erhebungen befestigt. Ist zunächst nur das Anbringen von
zwei Haltern an dem Gegenstand vorgesehen, ist es vorteilhaft, wenn nach
dem Befestigen der Tragschiene an diesen zwei Haltern das Anbringen
weiterer Halter an der Tragschiene durchgeführt wird. Die zwei ersten Halter
dienen hierdurch der Grobarretierung und insbesondere der Ausrichtung
der Tragschiene an dem Gegenstand. Ist der Gegenstand ein Erhebungen aufweisender
Gegenstand beziehungsweise ein Trapezblech, so können weitere Halter auf einfache
Art und Weise nachträglich
an der Tragschiene angeordnet werden.
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Vorteilhafterweise
wird insbesondere vor der Befestigung des Solarmoduls, wenigstens
ein weiterer Halter im Bereich zwischen zwei Erhebungen durch radiales/seitliches
Aufschieben der zweiten Aufnahmenut auf einen der Befestigungsstege,
verkippen und anschließendes
radiales/seitliches Aufschieben der ersten Aufnahmenut auf den anderen Befestigungssteg
arretiert und schließlich
auf eine der Erhebungen axial entlang der Tragschiene geschoben
und dort befestigt, insbesondere verschraubt wird.
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Schließlich wird
wenigstens einer der weiteren Halter entgegengesetzt ausgerichtet,
also um 180° verdreht
an der Tragschiene befestigt wird. Das bedeutet, dass wenigstens
einer der Halter spiegelver kehrt an der Tragschiene angeordnet ist,
sodass der eine Befestigungssteg in der ersten Aufnahmenut und der
andere Befestigungssteg in der anderen Aufnahmenut liegt, während bei
den anderen Haltern der eine Befestigungssteg in der zweiten Aufnahmenut und
der andere Befestigungssteg in der ersten Aufnahmenut liegt. Dadurch
wird ein Lösen
der Tragschiene auch bei einer hohen Belastung des Solarmoduls und/oder
der Tragschiene auf einfache Art und Weise verhindert. Darüber hinaus
wird dadurch eine Verformung der Tragschiene, beispielsweise eine
temperaturbedingte Verformung, auf einfache Art und Weise begrenzt.
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Im
Folgenden soll die Erfindung anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden.
Dazu zeigen
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1 einen
vorteilhaften Halter in einer perspektivischen Darstellung,
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2 eine
Tragschiene in einer Querschnittsdarstellung,
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3 den
Halter aus 1 in einer Seitenansicht,
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4 einen
Querschnitt durch den Halter,
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5A bis
C die schrittweise Befestigung der Tragschiene an dem Halter,
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6 zwei
auf einem Trapezblech befestigte Tragschienen,
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7A bis
D die schrittweise Befestigung eines weiteren Halters an der Tragschiene,
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8 die
mit mehreren Haltern an dem Trapezblech befestigte Tragschiene,
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9 ein
zur Befestigung eines Solarmoduls an der Tragschiene dienendes Halteblech
in einer Explosionsdarstellung,
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10 das
Halteblech in einer montierten Darstellung,
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11A und B alternative Ausführungsformen des Halteblechs
und
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12 einen
Querschnitt durch den montierten Halter.
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Die 1 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung ein als – im Querschnitt gesehen – im Wesentlichen
U-förmiger
Halter 1 ausgebildetes Haltemittel 2 einer Solarmodulbefestigung 3.
Der Halter 1 weist ein Grundstück 4 sowie zwei Schenkel 5 und 6 beidseitig
des Grundstücks 4 auf.
An ihren Innenseiten weist jeder der Schenkel eine Aufnahmenut 7 beziehungsweise 8 auf.
Die Aufnahmenuten 7 und 8 sind dabei gegenüberliegend
fluchtend zueinander in dem Halter 1 ausgebildet. Beide
Aufnahmenuten 7, 8 erstrecken sich über die
gesamte Breite des Halters 1. Die Aufnahmenuten 7, 8 dienen
der Aufnahme von Befestigungsstegen einer Tragschiene, wie sie beispielsweise
in der 2 dargestellt ist.
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Die 2 zeigt
eine Tragschiene 9 der Solarmodulbefestigung 3 in
einer Querschnittsdarstellung. Die Tragschiene 9 weist
ein im Wesentlichen C-förmiges
Querschnittsprofil auf, mit einem Grundstück 10 und zwei Schenkeln 11,
die auf ihrer Innenseite jeweils einen als (Radial-)Vorsprung ausgebildeten
Führungssteg 12 aufweisen.
Das Grundstück 10 erstreckt
sich beidseitig über
die Schenkel 11 hinaus in zwei Befestigungsstege 13, 14.
Die beiden Befestigungsstege 13, 14 weisen die
gleiche Dicke d auf und erstrecken sich ebenfalls über die
gesamte Länge
der Tragschiene 9. Letztendlich ist die Tragschiene 9 spiegelsymmetrisch
ausgebildet. Die Aufnahmenuten 7, 8 dienen also
zur Aufnahme der Befestigungsstege 13, 14 der
Tragschiene 9. Dazu weisen die Aufnahmenuten 7, 8,
wie am besten in der 3 in einer Draufsicht auf den
Halter 3 dargestellt, zumindest bereichsweise eine Höhe h auf,
die im Wesentlichen der Dicke d der Befestigungsstege 13, 14 zu
deren im Wesentlichen spielfreien Aufnahme entspricht. Die Kontur
der Aufnahmenut 8 entspricht dabei im Wesentlichen der
Kontur des Befestigungsstegs 14. Die Aufnahmenut 7 hingegen
weist nur im Eingangsbereich die Höhe h auf. In Richtung ihres Nutgrundes 15 hin
verbreitert sich die Aufnahmenut 7 beziehungsweise vergrößert sich
dir Höhe
derart, dass sie einen Hinterschnitt bildet. In dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
weist die Aufnahmenut 7 einen im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt
auf, wobei die Oberfläche 16 des
Grundstücks 4 in
der Aufnahmenut 7 nicht wie in der Aufnahmenut 8 eben weiter
verläuft,
sondern um einen Winkel α abfällt, sodass
sich die Höhe
des Grundstücks 4 verringert
und die der Aufnahmenut 7 vergrößert. Mit anderen Worten weist
die Aufnahmenut 7 eine Verjüngung 18 auf, wobei
die Verjüngung 18 natürlich den
engsten Bereich der Aufnahmenut 7 bildet und entsprechend
die Höhe
h aufweist. Im Übergang
von der ebenen Oberfläche 16 zu
der abfallenden ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Rundung 17 in
etwa auf Höhe
der Innenseite des Schenkels 6 vorgesehen. In dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel weist
die Rundung einen vorteilhaften Radius von 20 mm auf, wobei der
Winkel α zweckmäßigerweise
derart gewählt
ist, dass eine entlang der abfallenden Oberfläche 16 ausgerichtete
(gedachte) Linie an dem Schenkel 6 vorbei führt.
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Weiterhin
ist der Abstand a1 zwischen dem Nutgrund 15 zu
der Innenseite des gegenüberliegenden
Schenkels 6 größer als
die Breite b der Tragschiene 9 im Bereich der Befestigungsstege 13, 14.
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Ferner
ist der Abstand a2 zwischen dem Nutgrund 19 der
Aufnahmenut 8 und der Verjüngung 18 beziehungsweise
der Innenseite des gegenüberliegenden
Schenkels 5 (im vorliegenden Fall stellt dies kein Unterschied
dar) kleiner gewählt
als die Breite b der Tragschiene 9 im Bereich der Befestigungsstege 13, 14.
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Ferner
sind in dem Halter 3 zwei Durchgangsöffnungen 20, 21 jeweils
in einem der Schenkel 5, 6 ausgebildet, wie am
besten in der 4 ersichtlich. Diese zeigt einen
Schnitt durch den Halter 3 entlang der Linie A-A aus der 3.
Wie aus der 4 weiterhin ersichtlich, weist
der Halter 3 auf seiner Unterseite einen Hohlraum 22 in
Form einer Aussparung auf, die sowohl zu einem Materialersparnis
führt als
auch die Fertigung des Halters 3 erleichtert. Der Halter 1 weist
dadurch überall
im Wesentlichen die gleiche Materialstärke auf. Vorteilhafterweise
besteht der Halter 3 im Wesentlichen aus einem Kunststoff, insbesondere
aus Polyamid 6.6 mit einem Glasfaseranteil von 30 bis 40%, insbesondere
von 35%. Der Halter 1 kann beispielsweise in einem Spritzgussverfahren
hergestellt werden. Die Schenkel 5, 6 des Halters 1 weisen
an ihrer Oberseite beziehungsweise an ihrem freien Ende, jeweils
einen die jeweilige Durchgangsöffnung 20, 21 umgebenden
Dichtungssteg 23, 24 auf. Die Dich tungsstege 23, 24 sind
dabei kreisringförmig
ausgebildet und koaxial zu der jeweiligen Durchgangsöffnung 20, 21 angeordnet.
Zweckmäßigerweise
sind die Dichtungsstege 23, 24 einstückig mit
dem Halter 1 ausgebildet und weisen darüber hinaus eine gerundete Oberfläche auf.
Auf die Funktion der Dichtungsstege 23, 24 wird
später
näher eingegangen.
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Im
Folgenden soll anhand der 5A bis
C die Montage der Solarmodulbefestigung 3 mit der Tragschiene 9 und
dem Halter 1 erläutert
werden. Zunächst
wird der Halter 1 an einem Gegenstand 25, hier
ein Trapezblech 26, befestigt. Dazu werden zwei vorzugsweise
selbstbohrende Schrauben als Befestigungsmittel 27 in die
Durchgangsöffnungen 20, 21 des
Halters 1 geführt
und in den Gegenstand 25 geschraubt. Anschließend wird
die Tragschiene 9 mit dem Befestigungssteg 13 seitlich
in die Aufnahmenut 7 eingebracht. Da wie zu 3 bereits
erläutert,
der Abstand zwischen den Innenseiten der Schenkel 5 und 6 kleiner
als die Breite b der Tragschiene 9 im Bereich der Befestigungsstege 13, 14 ist,
kann die Tragschiene nicht einfach in den Halter 1 eingelegt werden.
Die vorteilhafte Ausbildung der Aufnahmenut 7 erlaubt das
verkippte beziehungsweise schräge Einführen der
Tragschiene 9 mit dem Befestigungssteg 13, wobei
zunächst
der Befestigungssteg 13 in den vertieften beziehungsweise
den verbreiteten Bereich der Aufnahmenut 7 eingeschoben
wird. Durch die vorteilhafte Wahl des Winkels α sowie den oben genannten Abständen lässt sich
die Tragschiene 9 so auf einfache Art und Weise einführen. Wobei
aufgrund der oben genannten vorteilhaften Wahl des Winkels α für den Monteur
besonders einfach die Tragschiene auf die innenliegende Oberkante
des Schenkels 6 aufgelegt und dann in die Aufnahmenut 7 eingeschoben
werden kann. Die Verjüngung 18 der Aufnahmenut 7 führt dazu,
dass eine ortsfeste Kippachse für
die Tragschiene 9 gebildet wird. Die Tragschiene wird so
weit in die Aufnahmenut 7 eingeschoben, bis der Befestigungssteg 14 über die
Innenseite des Schenkels 6 hinaus geführt ist. Anschließend wird
die Tragschiene 9 wie in der 5D dargestellt
um die genannte Kippachse verkippt, sodass sie auf dem Grundstück 4 beziehungsweise
auf der Oberfläche 16 des
Grundstücks 4 aufliegt
(hier durch ein Pfeil 29 angedeutet). Aufgrund der vorteilhaften Ausbildung
der Tragschiene 9 sowie des Halters 1 liegt nach
dem Verkippen der Befestigungssteg 14 fluchtend zu der
Aufnahmenut 8 in dem Halter 1. Durch seitliches
Verschieben in Richtung eines Pfeils 30, wie in der 5C dargestellt,
wird nunmehr der Befestigungssteg 14 in die Aufnahmenut 8 bis
an den Nutgrund 19 eingebracht. Durch den vorteilhaft gewählten Abstand
a2 wird dabei der Befestigungssteg 13 weiterhin
in der Aufnahmenut 7 gehalten, sodass nunmehr die Tragschiene 9 an
dem Halter 1 fest arretiert ist. Aufgrund der Wahl der
Höhe h
und der Dicke d ist nunmehr die Tragschiene 9 im Wesentlichen spielfrei
an dem Halter 1 gehalten.
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Die
Tragschiene 9 ist also auf besonders einfache Art und Weise
an dem Halter 1 befestigbar, welcher selbst leicht an einem
Gegenstand zu befestigen ist. Somit ergibt sich eine besonders einfach handhabbare
Solarmodulbefestigung 3.
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Die 6 zeigt
das geneigt angeordnete Trapezblech 26 mit zwei daran befestigten
Tragschienen 9. Vorteilhafterweise werden zum Befestigen
einer Tragschiene 9 zunächst
zwei der Halter 1 beabstandet und parallel zueinander an
dem Gegenstand beziehungsweise an dem Trapezblech 28 befestigt.
Durch das parallele Anordnen befinden sich die Aufnahmenuten 7 und 8 jeweils
auf der gleichen Seite, sodass die Tragschiene 9 auf einfache
Art und Weise gleichzeitig in beide Halter seitlich wie oben zu den 5A bis
C beschrieben eingesetzt werden kann. Die Pfeile 31 deuten
hierbei die Ausrichtung der Halter 1 an, wobei die Pfeile
jeweils in Richtung der Aufnahmenut 7 weisen, also in die
Richtung, in die die Tragschiene 9 zuerst bei der Befestigung
seitlich bewegt werden muss. Durch vorheriges Befestigen der zwei
Halter 1 kann die Tragschiene 9 auf einfache Art
und Weise jeweils auf dem Trapezblech 26 beziehungsweise
auf einem Gegenstand ausgerichtet und gehalten werden. An den Tragschienen 9,
wie in der 6 dargestellt, können anschließend Solarmodule
befestigt werden. Da diese in der Regel ein nicht zu vernachlässigendes
Gewicht aufweisen, ist es vorteilhaft, weitere Halter 1 vorzusehen,
um der Solarmodulbefestigung 3 die notwendige Stabilität und Festigkeit
zu geben. Prinzipiell ist es natürlich denkbar,
vor dem Befestigen der Tragschiene an den Haltern 1, wie
in der 6 dargestellt, weitere Halter 1 vorzusehen,
sodass die Tragschiene 9 in sämtliche Halter 1 gleichzeitig
wie oben beschrieben eingesetzt wird. Weist der Gegenstand Erhebungen
auf, wie zum Beispiel das Trapezblech 26, so bietet sich
eine andere Methode zum Hinzufügen
weiterer Halter an:
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Die 7A bis
D zeigen das Anbringen eines weiteren Halters 1 an der
bereits auf dem Trapezblech 26 befestigten Tragschiene 9,
wie in der 6 dargestellt. Zunächst wird
der weitere Halter 1 zwischen zwei Erhebungen 32 des
Trapezblechs 26 positioniert. Anschließend wird der weitere Halter 1, wie
in der 7B dargestellt, mit der Aufnahmenut 7 auf
dem Befestigungssteg 13 in Richtung des Pfeils 34 aufgeschoben.
Anschließend
wird der weitere Halter 1 an der Tragschiene 9 verkippt,
wie in der Figur C durch einen Pfeil 35 angedeutet, und
mit der Aufnahmenut 8 auf den anderen Befestigungssteg bis
an den Nutgrund 19 aufgeschoben, sodass der Halter 1 an
der Tragschiene 9 arretiert ist. Schließlich wird der weitere Halter 1 axial,
also längs
entlang der Tragschiene 9, bis auf eine der benachbarten
Erhebungen 32 des Trapezblechs 26 geschoben und
dort mittels der Schrauben beziehungsweise Befestigungsmittel 27 befestigt.
Auf diese Art und Weise können
beliebig viele Halter (im Wesentlichen entsprechend der Anzahl der
Erhebungen) zur Solarmodulbefestigung 3 hinzugefügt und dadurch
die Stabilität
und Belastbarkeit der Solarmodulbefestigung 3 erhöht werden.
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Beim
Festziehen der Schrauben beziehungsweise der Befestigungsmittel 27 wird
der Schraubenkopf (wie in 12 dargestellt)
auf die Dichtungsstege 24 beziehungsweise 23 gedrückt, wobei
sich diese zumindest bereichsweise elastisch verformen und eine
besonders dauerhafte Dichtung zwischen den Befestigungsmitteln 27 und
dem Halter 1 entsteht. Dadurch wird verhindert, dass Feuchtigkeit
oder beispielsweise Regenwasser durch das Trapezblech 26 dringt.
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Die 8 zeigt
in einer perspektivischen Draufsicht einen vergrößerten Abschnitt der Tragschienen 9 aus
der 6 mit einer Vielzahl von den Haltern 1,
wobei auf jeder Erhebung 32 des Trapezblechs 26 ein
Halter 1 vorgesehen ist. Vorteilhafterweise ist jedoch
die Ausrichtung der Halter 1 wie durch die Pfeile 31 angedeutet
derart gewählt,
dass zumindest die äußersten
dargestellten Halter 1 anders herum, also um 180° verdreht
ausgerichtet sind. Dadurch kann die Stabilität der Solarmodulbefestigung 3 weiter
erhöht
werden. Insbesondere kann dadurch eine Verformung der Tragschiene,
die beispielsweise temperaturbedingt erfolgt, verhindert beziehungsweise
begrenzt werden.
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Die
zwei zuerst befestigten Halter 1, wie in der 6 dargestellt,
werden vorteilhafterweise derart ausgerichtet, dass die Tragschiene 9 bereits
aufgrund der Gravitationskraft in den Haltern 1 gehalten ist.
Dazu werden die Halter 1, wie in der 6 dargestellt,
derart an dem schrägen
beziehungsweise geneigten Trapezblech 26 ausgerichtet,
dass die Pfeile 31 nach oben weisen beziehungsweise die
Aufnahmenut 8 unterhalb der Aufnahmenut 7 liegt,
sodass die Tragschiene 9 in der Befestigungsschiene 14 auf dem
Nutgrund 19 aufliegt. Die vorteilhafterweise abgerundeten,
die Schenkel 5, 6 bildenden Enden der Halter 1 sorgen
dabei für
einen guten Ablauf von Regenwasser.
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Die 9 zeigt
in einer perspektivischen Explosionsdarstellung einen weiteren vorteilhaften
Bestandteil der Solarmodulbefestigung 3. Die 9 zeigt
ein Halteblech 37, das zum bereichsweisen Umgreifen eines
Solarmoduls 38 (hier nur bereichsweise dargestellt) beziehungsweise
eines Rahmens 39 des Solarmoduls 38 dient. Das
Halteblech 37 ist im Wesentlichen S-förmig beziehungsweise stufenförmig ausgebildet
und weist in einer Stufe 40 eine Durchgangsöffnung 41 auf,
durch die eine Schraube 42 zum Festschrauben des Halteblechs
geführt
werden kann.
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In
der Tragschiene 9 ist weiterhin ein Nutstein 43 axial
verschiebbar gelagert. Die Führungsstege 12 der
Schenkel 11 der Tragschiene 9 dienen hierbei zum
Führen
und Halten des Nutsteins 43, welcher beidseitig jeweils
eine entsprechende Aussparung zur Aufnahme der Führungsstege 12 aufweist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist der Nutstein 43 zweiteilig ausgebildet, sodass er besonders
einfach und kostengünstig
hergestellt werden kann. Durch die Führung des Nutsteins 43 mittels
der Führungsstege 12 ist
der Nutstein 43 stets gleich an der Tragschiene 9 ausgerichtet
und ein Verkippen des Nutsteins 43 wird verhindert. Weiterhin weist
der Nutstein 43 eine Gewindebohrung 44 für die Schraube 42 auf.
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Bei
der Montage des Solarmoduls 38, das vorliegend als Fotovoltaikmodul 45 ausgebildet
ist, wird zunächst
das Solarmodul 38 auf die Tragschiene 9 gelegt
und in die entsprechende Position geschoben beziehungsweise ausgerichtet.
Anschließend
wird das Halteblech 37 mittels der Schraube 42 an
dem in entsprechende Position verschobenen Nutstein 43 befestigt.
Natürlich
kann auch das Halteblech 37 zuerst an dem Nutstein 43 befestigt
und dann mit dem Nutstein zusammen derart verschoben werden, dass
das Halteblech 37 den Rahmen 39 des Solarmoduls 38 wie
in der 10 dargestellt bereichsweise
umgreift. Durch Anziehen der Schraube 42 wird nunmehr das
Fotovoltaikmodul beziehungsweise Solarmodul 38 befestigt.
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Die 11A und 11B zeigen
jeweils in einer perspektivischen Darstellung alternative Ausführungsformen
des Halteblechs 37. Werden mehrere Solarmodule 38 benachbart,
also nebeneinander, an der Tragschiene 9 befestigt, so
wird vorteilhafterweise eine in den 11A und 11B gewählte Ausführungsform
des Halteblechs 37 zwischen zwei benachbarten Solarmodulen 38 vorgesehen.
Das in der 11A dargestellte Halteblech 37 ist
im Wesentlichen V-förmig
ausgebildet, und umgreift gleichzeitig beide benachbarten Solarmodule 38,
beziehungsweise dessen Rahmen 39. Die Schraube 42 wird
dabei zwischen den beiden Schenkeln des V-förmigen Halteblechs 37 vorgesehen.
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Das
in der 11B dargestellte Halteblech 37 ist
hingegen T-förmig
ausgebildet, wobei der Querbalken die Rahmen 39 der Solarmodule 38 umgreift
und der Längsbalken
zwischen den Rahmen 39 einliegt und damit gleichzeitig
als Abstandshalter dient.
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Die 12 zeigt
in einer Querschnittsdarstellung den montierten Halter 1 in
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.
Zu dem in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
des Halters 1 unterscheidet sich das in der 12 dargestellte
Ausführungsbeispiel
dahingehend, dass der Halter 1 an seiner Unterseite, also
an der dem Gegenstand 25 zugeordneten Seite einen weiteren
die Durchgangsöffnung 20 umgebenden
Dichtungssteg 45 aufweist. Der Dichtungssteg 45 ist
beabstandet zu der Durchgangsöffnung 20 und
koaxial zu dieser angeordnet, sodass ein Freiraum 46 zwischen
der Unterseite des Halters 1 und dem Gegenstand 25,
beziehungsweise dem Trapezblech 26 gebildet wird. Bei der
Montage des Halters 1 wird dieser zunächst auf das Trapezblech 26 mit
seiner Unterseite aufgesetzt. Anschließend wird als Befestigungsmittel 27 eine
Schraube 47 in die Durchgangsöffnung 20 eingebracht
und in beziehungsweise durch das Trapezblech 26 geschraubt.
Sobald durch das Verschrauben der Halter 1 zwischen dem
Schraubkopf 48 und dem Trapezblech 26 verspannt
wird, beginnt sich das Trapezblech 26 durch weiteres Verdrehen
der Schraube 47 in den Freiraum 46 zu verlagern
beziehungsweise zu verbiegen. Dabei entsteht an dem Dichtungssteg 45 eine
Dichtkante 49, die zu einem besonders hohen Dichtungsgrad
der hier vorgeschlagenen Dichtung führt. Vorliegend wird der Dichtungssteg 45 durch eine
den Freiraum 46 bildende Aussparung 50 sowie durch
den Holraum 22 gebildet. Dadurch liegt der Halter 1 mit
der Unterseite seiner Seitenwände 51 sowie
mit dem Dichtungssteg 45 auf dem vor der Montage noch ebenen
Trapez blech 26 auf. Vorteilhafterweise ist jeder der Durchgangsöffnungen 20, 21 des Halters 1 ein
entsprechender Dichtungssteg 45 an der Unterseite zugeordnet.
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Anstelle
eines Fotovoltaikmoduls kann natürlich
auch ein thermisches Solarmodul, wie beispielsweise ein Sonnenkollektor
oder Vakuumröhrenkollektor,
vorgesehen sein.
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Insgesamt
bietet die Solarmodulbefestigung 3 somit eine besonders
einfache und kostengünstige Möglichkeit,
Solarmodule an einem Gegenstand, wie zum Beispiel an einem Trapezblech,
zu befestigen. Wobei durch das Halten der Tragschiene 9 mittels der
Befestigungsstege 13, 14 und der Aufnahmenuten 7, 8 des
Halters 1 ein beispielsweise temperaturbedingtes Verspannen
der Tragschiene 9 verhindert wird, da insbesondere eine
Längenänderung
der Tragschiene durch die vorteilhaften Haltemittel nicht beeinflusst
wird.