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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung zum Einspannen
und Fixieren eines plattenförmigen Elements, insbesondere
eines Solarmoduls, auf einem Träger.
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Um
Solarmodule beispielsweise auf einem Dach anbringen zu können,
wird üblicherweise auf dem Dach ein Gerüst aus
Längsstreben und Querstreben angeordnet, die über
Dachhaken an den Dachsparren befestigt sein können. Um
die plattenförmigen Solarmodule an diesem Strebengerüst
zu befestigen, sind verschiedene Arten von Klammern oder Klemmen
bekannt.
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Da
es sich bei Solarmodulen in der Regel um empfindliches und insbesondere
sehr druckempfindliches Material handelt, ist die Montage der Solarmodule
nicht unproblematisch. Zudem erfolgt die Montage oftmals in schwierigen
Arbeitspositionen für den Monteur, beispielsweise wenn
die Anbringung der Solarmodule auf einer Dachschräge erfolgt.
Somit sollte die Montage der Solarmodule, insbesondere das Einspannen
und Fixieren der Solarmodule in den entsprechenden Haltevorrichtungen,
einfach und mit wenigen Handgriffen erfolgen können.
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Die
Gebrauchsmusterschrift
DE
20 2004 015 261 U1 beschreibt beispielsweise eine Haltevorrichtung,
die einen Quersteg mit zwei Stützstegen und vom Quersteg
beidseitig abragende Flügelstege aufweist. Die Haltevorrichtung
wird mittels einer Schraube auf einem Grundprofil befestigt und
klemmt dabei unterhalb der beiden Flügelstege auf beiden
Seiten die Solarmodule fest. Nachteilig hierbei ist, dass durch
die Stützstege die Dicke der einzuklemmenden Solarmodule
vorgegeben ist und keine Variationsmöglichkeiten im Hinblick
auf die Dicke der Solarmodule gegeben ist.
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Die
Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine Haltevorrichtung zum
Einspannen und Fixieren von plattenförmigen Elementen,
insbesondere von Solarmodulen, bereitzustellen, die für
den Monteur sehr einfach und mit wenigen Handgriffen einzusetzen
ist und die zudem an plattenförmige Elemente verschiedener
Abmessungen anpassbar ist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Klemmvorrichtung gelöst, wie sie
im Anspruch 1 beschrieben ist. Bevorzugte Ausgestaltungen dieser
Klemmvorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen
ausgeführt.
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Die
erfindungsgemäße Klemmvorrichtung dient zum Einspannen
und Fixieren eines plattenförmigen Elements, insbesondere
eines Solarmoduls, auf einem Träger. Bei dem Träger
handelt es sich insbesondere um Profilschienen, die als ein Gerüst
von längs und quer verlaufenden Streben beispielsweise auf
einer Dachschräge angeordnet sind. Die Klemmvorrichtung
weist wenigstens ein Befestigungselement auf, das eine Öffnung
der Klemmvorrichtung in Relation zum Träger definiert.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das wenigstens
eine Befestigungselement relativ zum Träger in einer Offenposition
gegen eine Federkraft vorgespannt ist. Diese in Offenposition gehaltene
Klemmvorrichtung erleichtert die Montage von beispielsweise Solarmodulen erheblich,
da die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung während
der Montagearbeiten nicht extra offen gehalten werden muss, während
beispielsweise das Solarmodul in die Öffnung eingelegt
und anschließend eingespannt und fixiert wird. Beispielsweise kann
zunächst die Klemmvorrichtung am Träger befestigt
werden und dann können mit beiden Händen die Solarmodule
in die Klemmvorrichtung bzw. Klemmvorrichtungen eingelegt und positioniert
werden, ohne dass eine Hand dafür notwendig wäre,
die Klemmvorrichtung offen zu halten. Anschließend kann
dann das eigentliche Einspannen und Fixieren des Solarmoduls in
den Klemmvorrichtungen erfolgen. Es sind also nur wenige Handgriffe
erforderlich und beispielsweise ist keine zweite Person notwendig,
die bei dem Einlegen der Solarmodule in die Öffnung der
Klemmvorrichtung behilflich wäre.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das die Federkraft
ausübende Mittel der Klemmvorrichtung eine Spiralfeder
bzw. Schraubenfeder, die in der Klemmvorrichtung so angeordnet ist, dass
das Befestigungselement in der Offenposition gehalten wird. Bei
einer Bewegung bzw. Verschiebung des Befestigungselements in Richtung
zum Träger wirkt die Schraubenfeder als Druckfeder. In
einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schraubenfeder
aus Federstahl gebildet, da Federstahl eine im Vergleich zu anderen
Stählen höhere Festigkeit besitzt und damit erfindungsgemäß besonders
geeignet ist. Die Federkonstante bzw. Federhärte der Schraubenfeder
wird vorzugsweise vergleichsweise niedrig gewählt, da die
Funktion der Schraubenfeder in dem Offenhalten der Klemmvorrichtung
besteht und für das Einspannen und Fixieren des plattenförmigen Elements
in der Klemmvorrichtung, das entgegen der Federkraft vorzunehmen
ist, nicht zu viel Kraft aufzuwenden sein sollte.
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Das
Befestigungselement ist vorzugsweise als Winkel gestaltet, der einen
Schenkel zum Umgreifen des plattenförmigen Elements und
einen weiteren Schenkel zum Anlegen des plattenförmigen
Elements aufweist. Vorzugsweise handelt es sich um einen Winkel
mit einer Öffnung von cirka 90°.
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In
einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung
weist das Befestigungselement eine weitere Umbiegung auf, sodass
eine Fläche gebil det wird, die in etwa parallel zur Oberfläche des
Trägers ausgerichtet ist. Dieses Element kann beispielsweise
mittels einer Schraube entgegen der Federkraft in Richtung zum Träger
verschoben werden, sodass hierdurch ein plattenförmiges
Element eingespannt werden kann. Durch weitere Umbiegungen kann
das Befestigungselement zum beidseitigen Einklemmen von plattenförmigen
Elementen vorgesehen sein.
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In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Klemmvorrichtung umfasst die Klemmvorrichtung ein Innenteil und
ein Außenteil, die ineinander entgegen der Federkraft verschieblich
angeordnet sind. Vorzugsweise ist das Innenteil beweglich und das
Außenteil feststehend. Beispielsweise weist das Innenteil
Vorsprünge auf, die in nutenartigen Aussparungen des Außenteils
geführt sind. Diese Aussparungen können in Form
einer einfachen Rille realisiert sein. In besonders bevorzugter
Weise sind die Aussparungen hinterschnitten, insbesondere mit einer
schwalbenschwanzförmigen Form, wobei die entsprechenden
Vorsprünge des Innenteils die gegengleiche Form aufweisen.
Hierdurch wird der sichere Formschluss zwischen Außenteil und
Innenteil verstärkt, sodass das Verschieben der Teile und
damit das Einspannen der plattenförmige Elemente erleichtert
wird. Andere Ausgestaltungen von Innen- und Außenteil sind
gleichfalls möglich.
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In
bevorzugter Weise ist das wenigstens eine Befestigungselement am
Innenteil angeordnet, sodass durch Verschiebung des Innenteils in
Richtung des Trägers die Öffnung der Klemmvorrichtung
verkleinert wird und ein plattenförmiges Element eingespannt
werden kann. Hierbei kann das Befestigungselement einstückig
am Innenteil ausgebildet sein, es kann beispielsweise als ein Spritzgussteil
gefertigt sein. In anderen Ausführungsformen kann das Befestigungselement
in anderer Weise am Innenteil ausgebildet sein, beispielsweise durch
Verschweißung oder Vernietung.
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In
bevorzugter Weise ist das Befestigungselement mit der dem plattenförmigen
Element abgewandten Seite des Schenkels zum Anlegen des plattenförmigen
Elements an dem Innenteil angeordnet. Mit besonderem Vorteil ist
dieser Schenkel des Befestigungselementes im Wesentlichen trapezförmig geformt,
wobei die kürzere Seite der parallel zueinander verlaufenden
Seiten für die Anordnung in Richtung zum Träger
vorgesehen ist. Durch diese Form des Befestigungselementes wird
die Angriffsfläche beispielsweise an dem Solarmodul vergrößert
und es kommt nicht zu einer punktuellen Belastung des Moduls.
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In
einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Klemmvorrichtung ist ein Befestigungselement pro Klemmvorrichtung
vorgesehen, sodass die Klemmvorrichtung als Randklemme zum Einspannen und
Fixieren einer Seite eines Solarmoduls eingesetzt werden kann. In
einer anderen Ausführungsform der Klemmvorrichtung sind
zwei Befestigungselemente pro Klemmvorrichtung vorgesehen, die vorzugsweise
einander gegenüberliegen, sodass zwei parallel verlaufende
Ränder von zwei nebeneinander liegenden Solarmodulen mit
der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung als Mittelklemme
eingespannt und fixiert werden können.
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Zur
Befestigung des plattenförmigen Elements, insbesondere
des Solarmoduls, in der Öffnung zwischen dem Träger
und dem wenigstens einen Befestigungselement bzw. zum Einspannen
und Fixieren des plattenförmigen Elements ist vorzugsweise
ein Gewindebolzen, insbesondere eine Schraube, vorgesehen, die gegen
die Federkraft feststellbar ist. Durch das Eindrehen des Gewindebolzens
bzw. der Schraube wird das Befestigungselement in Richtung des Trägers
verschoben, sodass sich die Öffnung verkleinert und das
plattenförmige Element eingespannt werden kann. Hierbei
nimmt vorzugsweise der Schraubenkopf das Innenteil mit dem daran
angeordneten Befestigungselement mit, sodass durch ein einfaches
Eindrehen der Schraube die Klemmvorrichtung geschlossen wird. Im
Schraubenkopf kann bei spielsweise ein üblicher Innensechskant
vorgesehen sein, in den ein entsprechender Schlüssel eingreifen
kann.
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Das
Eindrehen des Gewindebolzens bzw. der Schraube erfolgt bis zu dem
Punkt, an dem das plattenförmige Element sicher und fest
in der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung eingespannt
und fixiert ist. Die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung ermöglicht
damit ein Einspannen und Fixieren von beispielsweise plattenförmigen
Solarmodulen unterschiedlicher Abmessungen bzw. unterschiedlicher Dicke,
das heißt bei einem dickeren Solarmodul ist der Gewindebolzen
weniger weit einzuschrauben als bei einem dünneren Solarmodul.
Die Erfindung stellt somit eine variable Klemmvorrichtung, beispielsweise
als Randklemme oder Mittelklemme zum Einspannen und Fixieren von
Solarmodulen bereit, die für den Monteur sehr einfach handhabbar
ist, und die das Einspannen von plattenförmigen Elementen
bzw. von Solarmodulen unterschiedlicher Dicke und unterschiedlicher
Bauart ohne weitere Anpassungen erlaubt.
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Zur
Befestigung der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung
an einem Träger, beispielsweise einem Trägergerüst
aus Profilschienen, ist vorzugsweise eine Gewindeplatte vorgesehen,
die in üblicher Weise innerhalb einer Profilschiene ausgerichtet
wird und eine Bohrung zum Eindrehen des Gewindebolzens bereitstellt.
Als Träger kann hierfür beispielsweise eine übliche
C-Profilschiene eingesetzt werden. In einer besonders bevorzugten
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung
weist die Gewindeplatte auf der Seite, die der Klemmvorrichtung zugewandt
ist, Aussparungen auf, die der Fixierung der Gewindeplatte an dem
Träger dienen. Insbesondere sind nutenartige Aussparungen
in Form von Rinnen in etwa parallel zu den Schmalseiten vorgesehen,
die zum Eingreifen von entsprechenden nach innen gerichteten Umbiegungen
der Profilschiene vorgesehen sind, sodass die Gewindeplatte an einem
Wegdrehen innerhalb der Profilschiene gehindert wird und formschlüssig
in der Profilschiene verankert wird. Dies erleichtert die Befestigung
der Klemmvorrichtung an dem Träger und die Montage der
So larmodule beim Einspannen und Fixieren der Module in der erfindungsgemäßen
Klemmvorrichtung, da ein Verdrehen der Gewindeplatte nach Eingriff
der Aussparungen der Gewindeplatte in entsprechende Umbiegungen
der Profilschiene verhindert wird, insbesondere wenn der Gewindebolzen
bzw. die Schraube zum Schließen der Klemmvorrichtung eingedreht
wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Klemmvorrichtung weist die Gewindeplatte auf der der Klemmvorrichtung
abgewandten Seite, also der Seite, die im montierten Zustand in
das Innere der Profilschiene weist, im Bereich der Bohrung wenigstens
eine kleinflächige Stanzung auf, die der temporären
Fixierung der Gewindeplatte an dem Gewindebolzen dient. Durch diese
Stanzung, beispielsweise eine Punktstanzung, kann die Gewindeplatte
durch punktuellen Formschluss in der Weise an dem Gewindebolzen
fixiert werden, dass die Gewindeplatte an dem Gewindebolzen nicht
frei beweglich ist und durch entsprechende Drehung des Gewindebolzens
mitbewegt und innerhalb der Profilschiene positioniert werden kann.
Auf diese Weise kann sehr einfach die Gewindeplatte in die richtige
Orientierung gebracht werden, sodass beispielsweise die nutenartigen
Aussparungen der Gewindeplatte in die entsprechenden Umbiegungen
beispielsweise einer C-Profilschiene eingreifen und die Gewindeplatte
die richtige Ausrichtung erhält. Anschließend
wird durch das Eindrehen des Gewindebolzens in die Gewindeplatte
die Stanzung durchbrochen und der Gewindebolzen bzw. die Schraube
kann ohne Weiteres zum Schließen der Klemmvorrichtung in
die Gewindeplatte eingedreht werden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang
mit den Zeichnungen. Die verschiedenen Merkmale können
jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht
sein.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
isometrische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Klemmvorrichtung als variable Randklemme;
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2 eine
Seitenansicht der Klemmvorrichtung aus 1;
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3 eine
weitere Seitenansicht der Klemmvorrichtung aus 1;
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4 eine
weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Klemmvorrichtung als variable Mittelklemme in isometrischer Ansicht;
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5 eine
Seitenansicht der Klemmvorrichtung aus 4 und
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6 eine
auf einer Profilschiene befestigte erfindungsgemäße
Klemmvorrichtung mit eingespanntem Solarmodul.
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1 zeigt
in isometrischer Ansicht eine erfindungsgemäße
Klemmvorrichtung 10 als variable Randklemme. Diese Klemmvorrichtung
dient zum Einspannen und Fixieren eines plattenförmigen
Elements, insbesondere eines Solarmoduls (nicht gezeigt) auf einem
Trägergerüst (nicht gezeigt), das beispielsweise
Profilschienen in Längs- und Querrichtung umfasst und auf
einer Dachschräge angeordnet sein kann. Die Klemmvorrichtung 10 umfasst ein
Befestigungselement 11 in Form eines Winkels mit einem Öffnungswinkel
von cirka 90°. Das Befestigungselement 11 umfasst
einen Schenkel 12 zum Umgreifen des plattenförmigen
Elements von oben und einen weiteren Schenkel 13, an dem
das plattenförmige Element mit dem Rand angelegt wird.
Die Klemmvorrichtung 10 ist in einer Offenposition des Befestigungselements 11 in
Bezug zum Träger (nicht dargestellt) gegen eine Federkraft
vorgespannt, wobei das die Federkraft ausübende Mittel
eine Schraubenfeder 14 ist. Die Klemmvorrichtung 10 umfasst ein
Innenteil 15, an das das Befestigungselement 11 einstückig
angefügt ist, und ein Außenteil 16. Das
Innenteil 15 und das Außenteil 16 sind
ineinander entgegen der durch die Schraubenfeder 14 ausgeübte Federkraft
verschieblich angeordnet. Zur Führung des Innenteils 15 in
dem Außenteil 16 sind Vorsprünge 17 am
Innenteil 15 vorgesehen, die innerhalb von rinnenartigen
Aussparungen 18 im Außenteil 16 geführt
werden. Bei den einzelnen Teilen der Klemmvorrichtung handelt es
sich beispielsweise um Spritzgussteile aus Metall, z. B. aus Aluminium.
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Zur
Befestigung der Klemmvorrichtung 10 an einem Träger
(nicht dargestellt) ist eine Gewindeplatte 20, beispielsweise
aus Aluminium, vorgesehen. Diese Gewindeplatte 20 wird
beispielsweise in eine C-Profilschiene eingeführt und dient
als Gegenlager zur Befestigung der Klemmvorrichtung über
eine Schraube 19.
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Zum
Einspannen eines plattenförmigen Elements bzw. eines Solarmoduls
mit der Klemmvorrichtung 10 wird das Befestigungselement 11 durch
Betätigen der Schraube 19, insbesondere einer
Zylinderkopfschraube, nach unten in Richtung des Trägers
verschoben, sodass das plattenförmige Element zwischen
dem Schenkel 12 des Befestigungselements 11 und
einem Träger (nicht dargestellt), an dem die Klemmvorrichtung 10 befestigt
ist, eingespannt wird. Hierbei ist die Klemmvorrichtung 10 derart
variabel, dass plattenförmige Elemente unterschiedlicher
Dicke eingespannt werden können, je nachdem, wie weit die
Schraube bzw. der Gewindebolzen 19 eingeschraubt wird.
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Die
Gewindeplatte 20 weist auf deren Oberseite, also der Seite,
die der Klemmvorrichtung 10 zugewandt ist, zwei nutenförmige
Aussparungen 21 in Form von zwei Rinnen oder Rillen auf,
die in etwa parallel zu den Schmalseiten im randseitigen Bereich der
Gewindeplatte 20 angeordnet sind. Diese Aussparungen 21 sind
dazu vorgesehen, die Gewindeplatte beim Einführen in eine
Profilschiene (nicht dargestellt) mit entsprechenden Umbiegungen
der Profilschiene zum Eingriff zu bringen und so in der Profilschiene
zu positionieren und zu fixieren.
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Die
Basis des Außenteils 16 wird von umlaufenden Vorsprüngen 22 gebildet,
die zur Stabilisierung der Klemmvorrichtung 10 auf bzw.
an einem Träger, beispielsweise einer Profilschiene, dienen.
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2 zeigt
eine Seitenansicht der Klemmvorrichtung 10 mit dem Befestigungselement 11,
das an dem Innenteil 15 der Klemmvorrichtung 10 einstückig
ausgebildet ist. Das Innenteil 15 wird über die Vorsprünge 17 in
entspre chenden Aussparungen (hier nicht sichtbar) des Außenteils 16 geführt,
hierbei ist das Außenteil 16 ortsfest und das
Innenteil 15 beweglich, indem es in Richtung des Trägers,
also nach unten, verschiebbar ist.
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3 zeigt
eine weitere Seitenansicht der Klemmvorrichtung 10 mit
dem Befestigungselement 11 und dem Außenteil 16.
Das Befestigungselement 11, das an dem Innenteil (hier
nicht sichtbar) einstückig angeformt ist, ist entgegen
der durch die Schraubenfeder 14 ausgeübte Federkraft
nach unten verschiebbar, sodass ein Solarmodul eingespannt werden
kann. Der dem Rand des Solarmoduls zugewandte Schenkel des Befestigungselements 11 ist
im Wesentlichen trapezförmig geformt, um eine punktuelle
Belastung des einzuspannenden Solarmoduls zu vermeiden.
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4 illustriert
eine weitere Ausführungsform 40 der erfindungsgemäßen
Klemmvorrichtung. Diese Klemmvorrichtung umfasst zwei einander gegenüberliegende
Befestigungselemente 41. Mit den einander gegenüberliegenden
Befestigungselementen 41 kann die Klemmvorrichtung 40 als
Mittelklemme eingesetzt werden, sodass zwei nebeneinander liegende
und parallel ausgerichtete Solarmodule eingespannt und fixiert werden
können. Im Übrigen entspricht die Klemmvorrichtung 40 der
Randklemme 10. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird daher auf
die Ausführungen zu den 1 bis 3 verwiesen.
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Aus 5 geht
eine Seitenansicht der in 4 gezeigten
Mittelklemme 40 hervor. Die Befestigungselemente 41 liegen
einander gegenüber und sind einstückig am Innenteil 45 angefügt.
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6 zeigt
die Anbringung der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung 10 an
einer Profilschiene 61. Die Profilschiene ist im Querschnitt
gezeigt. Mit Hilfe der Klemmvorrichtung 10 ist ein Solarmodul 62 zwischen
dem Befestigungselement 11 der Klemmvorrichtung 10 und
der Profilschiene 61 eingespannt. Die Klemmvorrichtung 10 ist
mittels der Gewindeplatte 20 in der Pro filschiene 61 verankert.
Die Profilschiene 61 weist zwei Umbiegungen 63 auf,
die in die nutenartigen Aussparungen 21 der Gewindeplatte
eingreifen, sodass ein Verdrehen der Gewindeplatte 20 bei
der Befestigung der Klemmvorrichtung 10 an der Profilschiene 61 vermieden
wird und damit die Befestigung erleichtert wird. Vor der endgültigen Fixierung
der Klemmvorrichtung 10 innerhalb der Profilschiene 61 ist
die Gewindeplatte 20 im Bereich der Bohrung auf der Unterseite
mit einer Punktstanzung (hier nicht sichtbar) versehen, die eine
temporäre Fixierung der Gewindeplatte 20 an dem
Gewindebolzen 19 ermöglicht. Hierdurch wird die
Einführung und Positionierung der Gewindeplatte 20 in
die Profilschiene 61 erleichtert, da die Gewindeplatte 20 durch
eine leichte Drehung der Schraube 19 mitbewegt werden kann.
Beim Betätigen der Schraube 19 zum Schließen
der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung 10 wird
diese Punktstanzung durchbrochen, sodass die Schraube 19 ohne
Weiteres in die Bohrung der Gewindeplatte 20 eingeschraubt
werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 202004015261
U1 [0004]