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Die
vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Dachbefestigungstechnik
und betrifft ein Verankerungselement zur Verankerung eines Trägerelements
für einen Flächenkörper, insbesondere
ein Solarkollektor oder ein Solarmodul, auf einer profilierten Dachplatte.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung mit einem solchen
auf einer profilierten Dachplatte befestigten Verankerungselement.
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Stand der Technik
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Vor
dem Hintergrund schwindender fossiler Ressourcen werden zunehmend
Solarkollektoren und Photovoltaikanlagen (”Solarmodule”)
zur Energiegewinnung eingesetzt. Bei Solarkollektoren wird ein Übertragungsmedium
durch das Sonnenlicht aufgeheizt, beispielsweise um einen Pufferspeicher
zu erwärmen, wohingegen bei Photovoltaikanlagen elektrische
Energie aus dem Sonnenlicht gewonnen wird.
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Solarkollektoren
und Solarmodule werden in der Regel als rechteckige Flächenkörper
auf das Dach von Wohn- und Wirtschaftsgebäuden montiert. Zum
Anbringen der Flächenkörper sind die unterschiedlichsten
Anordnungen bekannt, wobei im Allgemeinen eine Tragkonstruktion
aus Profilleisten eingesetzt wird. Wie zum Beispiel im deutschen
Gebrauchsmuster
DE
29606547 U1 beschrieben ist, umfasst eine solche Tragkonstruktion
beispielsweise entlang der Dachneigung verlaufende Längsprofilleisten,
die durch geeignete Halterungen an der Dachkonstruktion angebracht
sind. An den Längsprofilleisten sind parallel zum Dachfirst
verlaufende Querprofilleisten befestigt, an denen die Flächenkörper
angebracht werden. Die Längs- und Querprofilleisten dienen
hierbei als Trägerelemente für die Flächenkörper.
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Aufgabenstellung
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Demgegenüber
besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine zuverlässige
und sichere Möglichkeit zur Verankerung eines Trägerelements
für einen Solarkollektor oder ein Solarmodul auf einer
profilierten Dachplatte zur Verfügung zu stellen. Zudem
soll eine solche Verankerung in der Serienfertigung einfach und
preiswert herzustellen sein.
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Diese
und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch
ein Verankerungselement mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.
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Erfindungsgemäß ist
ein Verankerungselement zur Verankerung eines beispielsweise in
Form einer Profilleiste ausgebildeten Trägerelements für einen
Flächenkörper auf einer oder mehreren profilierten
Dachplatten gezeigt. Die Dachplatten erstrecken sich jeweils in
bzw. parallel zu einer Plattenebene. Bei dem Flächenkörper
kann es sich beispielsweise um einen Solarkollektor oder ein Solarmodul handeln.
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Die
profilierte Dachplatte ist mit einem Profil versehen, das in einer
zur Plattenebene der Dachplatte parallelen Richtung (im Weiteren
als ”erste Richtung” bezeichnet) eine alternierende
Abfolge von Profilhöhen und Profiltiefen aufweist. Die
Profilhöhen bzw. Profiltiefen erstrecken sich jeweils in
einer zur Plattenebene parallelen, zur ersten Richtung senkrechten
Richtung (im Weiteren als ”zweite Richtung” bezeichnet).
Bei einem geneigten Dach, beispielsweise Satteldach, erstreckt sich
die erste Richtung im montierten Zustand in der Regel parallel zum
Dachfirst, während sich die zweite Richtung entlang der Dachneigung
erstreckt. Hierbei haben die Profilhöhen einen maximalen
senkrechten Abstand von der Plattenebene, d. h. sie sind in einer
zur ersten und zweiten Richtung senkrechten Richtung (im Weiteren als ”dritte
Rich tung” bezeichnet) maximal von der Plattenebene beabstandet,
während die Profiltiefen einen minimalen senkrechten Abstand
(beispielsweise Null) von der Plattenebene haben. Die Plattenebene
der Dachplatte ergibt sich bei dieser Definition der Profilhöhen
und Profiltiefen beispielsweise durch die Auflagefläche
der auf eine ebene Unterlage gelegten Dachplatte. Denkbar ist aber
auch, die Plattenebene als Mittellage zwischen den Profilhöhen
und Profiltiefen zu definieren, wobei diese dann in der dritten Richtung
einen vom Wert her gleichen, jedoch im Vorzeichen verschiedenen
Abstand von der Plattenebene haben. Generell ist in der profilierten
Dachplatte in der alternierenden Abfolge von Profilhöhen
und Profiltiefen stets eine Profilhöhe zwischen zwei benachbarten
Profiltiefen bzw. eine Profiltiefe zwischen zwei benachbarten Profilhöhen
angeordnet.
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Die
profilierte Dachplatte kann beispielsweise mit einem wellenförmigen
Profil oder einem trapezförmigen Profil versehen sein.
Bei den Dachplatten kann es sich insbesondere um Dachplatten, Trapez-
oder Sandwichbleche oder um die Ziegel einer Ziegeleindeckung handeln.
Die Dachplatte kann insbesondere aus Faserzement bestehen.
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Das
Verankerungselement umfasst erfindungsgemäß einen
flächigen Abschnitt (im Weiteren zur leichteren Bezugnahme
als ”Flächenabschnitt” bezeichnet), welcher
so ausgebildet ist, dass er in einem ersten Bereich eine Profilhöhe
der Dachplatte mit einem Zwischenabstand überbrückt,
so dass dort im Wesentlichen keine mechanischen Kräfte
vom Verankerungselement auf das Dachelement übertragbar
sind, und in zwei zweiten Bereichen zumindest mittelbar einen Berührungskontakt
mit den der Profilhöhe angrenzenden Profiltiefen hat, so
dass in den zweiten Bereichen mechanische Kräfte vom Verankerungselement
in die Dachplatte übertragbar sind. Der Flächenabschnitt
kann zu diesem Zweck in seinen zweiten Bereichen der Dachplatte
unmittelbar anliegen. Denkbar ist jedoch auch, dass in den zweiten
Bereichen zwischen dem Flächenabschnitt und der Dach platte
ein zusätzliches Material, beispielsweise ein Dichtmaterial,
angeordnet ist, durch das mechanische Kräfte vom Flächenabschnitt
auf die Dachplatte übertragen werden können.
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Durch
den Zwischenabstand zwischen Verankerungselement und Dachplatte
im ersten Bereich des Flächenabschnitts und dem gleichzeitig
vorhandenen zumindest mittelbaren Berührungskontakt zwischen
Verankerungselement und Dachplatte in den zweiten Bereichen des
Flächenabschnitts kann in vorteilhafter Weise erreicht
werden, dass mechanische Kräfte nur über die zweiten
Bereiche vom Verankerungselement in die Dachplatte eingeleitet werden.
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Das
Verankerungselement umfasst weiterhin einen oder mehrere, im ersten
Bereich an den Flächenabschnitt angeformte Verbindungsabschnitte, die
zur Verbindung mit dem Trägerelement dienen und für
diesen Zweck geeignet ausgebildet sind.
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Erfindungsgemäß ist
der Flächenabschnitt weiterhin so ausgebildet, dass er
sich entlang der durch die Abfolge von Profilhöhen und
Profiltiefen definierten ersten Richtung von einem mittig des ersten Bereichs
angeordneten Mittelabschnitt zu den beiden zweiten Bereichen hin
in der zur ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung verbreitert.
Der Flächenabschnitt kann sich beispielsweise zumindest annähernd
trapezförmig oder zumindest annähernd sigmoidal
(S-förmig geschwungen) verbreitern.
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Durch
diese Maßnahme kann in vorteilhafter Weise erreicht werden,
dass Material bei der Herstellung des Verankerungselements eingespart
wird, wodurch sich die Herstellungskosten vermindern. Eine Beeinträchtigung
von Stabilität, Festigkeit und Dauerhaltbarkeit des Verankerungselements
durch die Materialeinsparung kann vermieden werden, da mechanische
Kräfte nur über die zweiten Bereiche vom Verankerungselement
in die Dachplatte eingeleitet werden, wie oben bereits ausgeführt
wurde.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verankerungselements dient dieses zur Verankerung eines Trägerelements
für einen Flächenkörper auf einer mit
einem wellenförmigen Profil versehenen Dachplatte, wobei
der Flächenabschnitt des Verankerungselements zu diesem
Zweck gleichermaßen mit einem wellenförmigen Profil
versehen ist. Bei einem wellenförmigen Profil geht ein gekrümmter
Wellenberg in entgegen gesetzt gekrümmte Wellentäler über,
wobei sich ein Wellenberg über den Bereich mit einer selben
Krümmung und ein Wellental über den Bereich mit
einer entgegen gesetzten Krümmung erstreckt. Zwischen Wellenberg und
Wellental kann ein ebener Übergangsbereich vorhanden sein.
In dem wellenförmigen Profil der Dachplatte enthält
jeder Wellenberg eine Profilhöhe, nämlich den
höchsten Punkt des Wellenbergs (Wellenbergspitze), d. h.
jenen Punkt, der einen maximalen Abstand von der Plattenebene hat,
während jedes Wellental eine Profiltiefe, nämlich
den niedrigsten Punkt des Wellentals (Wellentalsenke), d. h. jenen
Punkt, der einen minimalen Abstand (zum Beispiel Null) von der Plattenebene
hat.
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Bei
obiger Ausgestaltung des Verankerungselements ist das Profil des
Flächenabschnitts so ausgebildet, dass ein Wellenberg des
Flächenabschnitts einen Wellenberg der Dachplatte überbrückt,
so dass dort keine mechanischen Kräfte vom Verankerungselement
in die Dachplatte übertragbar sind, während die
beiden Wellentäler des Flächenabschnitts den Wellentälern
der Dachplatte wenigstens abschnittsweise zumindest mittelbar anliegen,
so dass in den Wellentälern mechanische Kräfte
vom Verankerungselement in die Dachplatte übertragbar sind.
Die Wellentäler des Flächenabschnitts können
zu diesem Zweck den Wellentälern der Dachplatte wenigstens abschnittsweise
unmittelbar anliegen. Hierbei kann der Flächenabschnitt
insbesondere so ausgebildet sein, dass sich die Wellentäler
des Flächenabschnitts den Wellentälern der Dachplatte
in Passform anschmiegen. Alternativ kann zwischen den Wellentälern
des Flächenabschnitts und den Wellentälern der Dachplatte
ein zu sätzliches Material, beispielsweise ein Dichtmaterial,
angeordnet sein, durch das mechanische Kräfte von den Wellentälern
des Flächenabschnitts auf die Wellentäler der
Dachplatte übertragen werden können.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verankerungselements dient dieses zur Verankerung eines Trägerelements
auf einer mit einem wellenförmigen Profil versehenen Dachplatte,
wobei in dem Profil der Dachplatte die Wellenberge durch ebene Übergangsbereiche
in die Wellentäler übergehen und wobei der Flächenabschnitt
des Verankerungselements zu diesem Zweck gleichermaßen
mit einem wellenförmigen Profil versehen ist, in dem ein
Wellenberg durch ebene Übergangsbereiche in die Wellentäler übergeht.
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Bei
dieser Ausgestaltung des Verankerungselements ist das Profil des
Flächenabschnitts so ausgebildet, dass die Übergangsbereiche
des Flächenabschnitts und der Dachplatte einander wenigstens abschnittsweise
zumindest mittelbar anliegen, so dass in den Übergangsbereichen
mechanische Kräfte vom Verankerungselement in die Dachplatte übertragbar
sind. Die Übergangsbereiche des Flächenabschnitts
können den Übergangsbereichen der Dachplatte zu
diesem Zweck zumindest abschnittsweise unmittelbar anliegen. Hierbei
können die Übergangsbereiche des Flächenabschnitts
insbesondere so ausgebildet sein, dass sich die Übergangsbereiche des
Flächenabschnitts den Übergangsbereichen der Dachplatte
in Passform anschmiegen. Alternativ kann zwischen den Übergangsbereichen
des Flächenabschnitts und den Übergangsbereichen
der Dachplatte ein zusätzliches Material, beispielsweise ein
Dichtmaterial, angeordnet sein, durch das mechanische Kräfte
von den Übergangsbereichen des Flächenabschnitts
auf die Übergangsbereiche der Dachplatte übertragen
werden können.
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Bei
einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verankerungselements dient dieses zur Verankerung auf einer mit
einem trapezförmigen Profil versehenen Dachplatte, wobei
der Flächenabschnitt des Verankerungselements zu diesem
Zweck gleichermaßen mit einem trapezförmigen Profil
versehen ist. In dem trapezförmigen Profil der Dachplatte
gehen zur Plattenebene parallele Profilhöhen in schrägen Übergangsbereichen
in zur Plattenebene parallele Profiltiefen über. Entsprechendes
gilt für das trapezförmige Profil des Flächenabschnitts
des Verankerungselements. Jede Profilhöhe entspricht demnach
einer ebenen Fläche, die parallel zur Plattenebene gerichtet
ist und einen maximalen Abstand von der Plattenebene hat (Trapezdach),
während jede Profiltiefe einer ebenen Fläche entspricht,
die parallel zur Plattenebene gerichtet ist und einen minimalen
Abstand (zum Beispiel Null) von der Plattenebene hat (Trapezboden).
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Bei
obiger Ausgestaltung des Verankerungselements ist das Profil des
Flächenabschnitts so ausgebildet, dass eine Profilhöhe
des Flächenabschnitts eine Profilhöhe der Dachplatte überbrückt,
so dass in den Profilhöhen im Wesentlichen keine mechanischen
Kräfte vom Verankerungselement in die Dachplatte übertragbar
sind, während die Profiltiefen des Flächenabschnitts
jeweils den Profiltiefen der Dachplatte wenigstens abschnittsweise
zumindest mittelbar anliegen, so dass in den Profiltiefen mechanische Kräfte
vom Verankerungselement in die Dachplatte übertragbar sind.
Die Profiltiefen des Flächenabschnitts können
zu diesem Zweck den Profiltiefen der Dachplatte wenigstens abschnittsweise
unmittelbar anliegen. Hierbei kann der Flächenabschnitt
insbesondere so ausgebildet sein, dass sich die Profiltiefen des
Flächenabschnitts den Profiltiefen der Dachplatte in Passform
anschmiegen. Alternativ kann zwischen den Profiltiefen des Flächenabschnitts
und den Profiltiefen der Dachplatte ein zusätzliches Material,
beispielsweise ein Dichtmaterial, angeordnet sein, durch das mechanische
Kräfte von den Profiltiefen des Flächenabschnitts
auf die Profiltiefen der Dachplatte übertragen werden können.
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Bei
obiger Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verankerungselements
ist der Flächenabschnitt vorzugsweise so ausgebil det, dass
die schrägen Übergangsbereiche des Flächenabschnitts
den schrägen Übergangsbereichen der Dachplatte
wenigstens abschnittsweise zumindest mittelbar anliegen, so dass
in den Übergangsbereichen mechanische Kräfte vom
Verankerungselement in die Dachplatte übertragbar sind.
Die schrägen Übergangsbereiche des Flächenabschnitts
können den schrägen Übergangsbereichen
der Dachplatte zu diesem Zweck zumindest abschnittsweise unmittelbar
anliegen. Hierbei können die schrägen Übergangsbereiche
des Flächenabschnitts insbesondere so ausgebildet sein,
dass sich die schrägen Übergangsbereiche des Flächenabschnitts
den schrägen Übergangsbereichen der Dachplatte
in Passform anschmiegen. Alternativ kann zwischen den schrägen Übergangsbereichen
des Flächenabschnitts und den schrägen Übergangsbereichen
der Dachplatte ein zusätzliches Material, beispielsweise
ein Dichtmaterial, angeordnet sein, durch das mechanische Kräfte von
den schrägen Übergangsbereichen des Flächenabschnitts
auf die schrägen Übergangsbereiche der Dachplatte übertragen
werden können.
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Das
Verankerungselement kann mittels eines Befestigungselements an der
Dachplatte befestigt (verankert) werden. Vorzugsweise ist das Verankerungselement
in dem die Profilhöhe überbrückenden
ersten Bereich, vorzugsweise am Mittelabschnitt, an der Dachplatte
befestigbar.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verankerungselements ist der Flächenabschnitt symmetrisch
zumindest bezüglich einer entlang der zweiten Richtung sich
erstreckenden Symmetrielinie ausgebildet. Durch diese Maßnahme
ist die Herstellung des Verankerungselements in der Serienfertigung
erleichtert. Hierbei kann es insbesondere von Vorteil sein, wenn der
Flächenabschnitt so ausgebildet ist, dass in der zweiten
Richtung einander benachbarte und in der ersten Richtung zueinander
versetzte Verankerungselemente bzw. deren flächige Vorformen
zumindest annähernd ohne Zwischenabstand verschachtelt werden
können. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Flächenabschnitt
so ausgebildet ist, dass die Verankerungselemente bzw. deren Vorformen
um eine in der ersten Richtung bemessene halbierte Länge relativ
zueinander versetzt werden können.
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Durch
diese Maßnahme kann in vorteilhafter Weise Material bei
der Herstellung einer Mehrzahl Verankerungselemente aus einem plattenförmigen Rohteil,
beispielsweise eine Metallplatte, eingespart werden, da relativ
wenig bzw. praktisch kein Restmaterial (Verschnitt) zurückbleibt.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verankerungselements sind die Verbindungsabschnitte zum Verbinden
des Verankerungselements mit dem Trägerelement durch Freischneiden
aus dem Flächenabschnitt und anschließendes Umbiegen
geformt. Diese Maßnahme ermöglicht eine einfache,
Material einsparende und preiswerte Herstellung der Verbindungsabschnitte,
da hierbei praktisch kein Verschnitt anfällt.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verankerungselements sind zwei entlang der ersten Richtung in Gegenüberstellung
angeordnete Verbindungsabschnitte am Flächenabschnitt angeformt,
so dass das Trägerelement zwischen den beiden Verbindungsabschnitten
zu dessen Befestigung aufgenommen werden kann.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verankerungselements ist im ersten Bereich des Flächenabschnitts, vorzugsweise
im Mittelabschnitt, eine Öffnung zum Durchsetzen eines
Befestigungsmittels zur Befestigung des Verankerungselements an
der Dachplatte ausgebildet. Hierdurch wird eine Möglichkeit
zur einfachen Befestigung des Verankerungselements an der Dachplatte
in dem die Profilhöhe überspannenden ersten Bereich
des Flächenelements geschaffen. Durch ein Dichtmittel,
beispielsweise eine Dichtscheibe, die zum Beispiel aus EPDM (EPDM
= Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) bestehen kann, kann verhindert
werden, dass Wasser und Schmutz in die Öffnung eindringen
können. Die Öffnung kann insbesondere zwischen
den beiden Verbindungsabschnitten angeordnet sein.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verankerungselements stehen die Verbindungsabschnitte in der zur Plattenebene
senkrechten, dritten Richtung vom Flächenabschnitt ab,
wodurch eine stabile Verbindung mit dem Trägerelement ermöglicht
ist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verankerungselements sind die Verbindungsabschnitte jeweils mit
einem entlang der zweiten Richtung sich erstreckenden Langloch zur
Verbindung mit dem Trägerelement versehen. Durch diese
Maßnahme kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass
bei der Montage des Verankerungselements auf der Dachplatte etwaig auftretende
Montagetoleranzen in der zweiten Richtung für eine Verbindung
des Verankerungselements mit dem Trägerelement ausgeglichen
werden können.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verankerungselements verbreitern sich die Verbindungsabschnitte
jeweils zu einem freien Ende hin, wobei sich die Verbindungsabschnitte
beispielsweise jeweils in Trapezform verbreitern können.
Durch diese Maßnahme kann die Festigkeit der Verbindungsabschnitte
erhöht werden.
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Das
erfindungsgemäße Verankerungselement ist vorzugsweise
aus einem metallischen Material, insbesondere Stahlblech, gefertigt,
was eine preiswerte und einfache Herstellung unter Einsatz herkömmlicher
industrieller Fertigungstechniken, wie Laserschneiden und Biegen,
ermöglicht.
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Die
Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Anordnung, die eine
profilierte Dachplatte mit einem befestigten Verankerungselement,
wie es oben beschrieben ist, umfasst. Das Verankerungselement ist
insbesondere in seinem ersten Be reich, vorzugsweise im Mittelabschnitt,
an der Dachplatte befestigt. Die Dachplatte kann beispielsweise
ein wellenförmiges oder trapezförmiges Profil
aufweisen. Entsprechend kann das Verankerungselement ein wellenförmiges
oder trapezförmiges Profil aufweisen.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Verankerungsanordnung ist im Zwischenabstand zwischen Verankerungselement und
Dachplatte zumindest abschnittsweise ein Dichtmittel angeordnet,
wobei das Dichtmittel so ausgebildet ist, dass es zur Übertragung
mechanischer Kräfte vom Verankerungselement auf die Dachplatte
nicht geeignet ist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Verankerungsanordnung ist in den zweiten Bereichen zwischen dem
Verankerungselement und der Dachplatte zumindest abschnittsweise
ein zum Übertragen mechanischer Kraft geeignet ausgebildetes
Dichtmittel angeordnet.
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Die
erfindungsgemäße Verankerungsanordnung kann weiterhin
ein mit dem Verankerungselement verbundenes Trägerelement
für einen Flächenkörper, insbesondere
ein Solarkollektor oder ein Solarmodul, umfassen.
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Ausführungsbeispiel
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Die
Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
genommen wird. Gleiche bzw. gleich wirkende Elemente sind mit den
gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Verankerungselements;
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2A–2C zwei
Schnittansichten (2A, 2B) und
eine Aufsicht des Verankerungselements von 1;
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3 eine
Aufsicht auf eine Vorform zur Herstellung des Verankerungselements
von 1;
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4 eine
Aufsicht auf ein plattenförmiges Rohteil zur Herstellung
einer Mehrzahl von Verankerungselementen, wie es in 1 gezeigt
ist;
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5 eine
schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Anordnung zur Verankerung
des Verankerungselements von 1 auf einer
wellenförmig profilierten Dachplatte;
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6 eine
schematische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Anordnung zur Verankerung
eines trapezförmigen Verankerungselements auf einer trapezförmig profilierten
Dachplatte.
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Zunächst
wird Bezug auf die 1 bis 5 genommen,
worin ein erstes Ausführungsbeispiel des Verankerungselements 1 und
Verankerungsanordnung 2 veranschaulicht ist. Das Verankerungselement 1 dient
zum Verankern eines beispielsweise in Form einer Profilleiste ausgebildeten
Trägerelements für einen Flächenkörper,
wie ein Solarkollektor oder Solarmodul, auf einer profilierten Dachplatte 3.
Die Dachplatte 3 ist in der in 5 schematisch
veranschaulichten Verankerungsanordnung 2 erkennbar.
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Demnach
ist die Dachplatte 3 als ”Wellplatte” ausgebildet
und mit einem wellenförmigen Profil versehen, das entlang
einer ersten Richtung (x) eine periodische Abfolge von Wellenbergen 4 und
Wellentälern 5 aufweist (im Weiteren als ”erste
Wellenberge” und ”erste Wellentäler” bezeichnet).
Obgleich in 5 nur ein erster Wellenberg 4 und
zwei erste Wellentäler 5 dargestellt sind, umfasst
die Dachplatte 3 im Allgemeinen ei ne Mehrzahl erster Wellenberge 4,
die jeweils von ersten Wellentälern 5 benachbart sind.
Die erste Richtung (x) kann beispielsweise parallel zu einem Dachfirst
gerichtet sein. Die ersten Wellenberge 4 und ersten Wellentäler 5 erstrecken sich
jeweils in einer zur ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung
(y), welche in 5 in die Zeichenebene hinein
gerichtet ist. Die zweite Richtung (y) kann beispielsweise entlang
einer Dachneigung gerichtet sein.
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Durch
die erste Richtung (x) und die zweite Richtung (y) wird eine Ebene
(x-y-Ebene) aufgespannt, die der Plattenebene der Dachplatte 3 entspricht
bzw. zu dieser parallel ist. Die Plattenebene ergibt sich hier beispielsweise
durch eine (nicht dargestellte) Auflagefläche beim Auflegen
der Dachplatte 3 auf eine ebene Unterlage. Die ersten Wellenberge 4 umfassen
eine Wellenbergspitze 37 (in der Beschreibungseinleitung
als ”Profilhöhe” bezeichnet), die einen
maximalen Abstand von der Plattenebene hat. Gleichermaßen
umfassen die ersten Wellentäler 5 eine Wellentalsenke 38 (in
der Beschreibungseinleitung als ”Profiltiefe” bezeichnet),
die einen minimalen Abstand (hier Abstand Null) von der Plattenebene hat.
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Alternativ
könnte die Plattenebene als Mittellage zwischen den ersten
Wellenbergen 4 und den ersten Wellentälern 5 definiert
werden, wobei die ersten Wellenberge 4 auf der einen Seite
der Plattenebene und die ersten Wellentäler 5 auf
der entgegen gesetzten Seite der Plattenebene angeordnet sind und
jeweils einen gleichen Abstand hiervon haben.
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Die
ersten Wellenberge 4 gehen jeweils in einem ebenen Übergangsbereich 6 (im
Weiteren als ”erster Übergangsbereich” bezeichnet)
in ein erstes Wellental 5 über, wobei sich die
Krümmung des Profils ändert. Die ersten Wellenberge 4 sind
in der einen Richtung gekrümmt und erstrecken sich jeweils
bis zu den ersten Übergangsbereichen 6, wohingegen die
ersten Wellentäler 5 in der anderen Richtung gekrümmt
sind und sich ebenfalls bis zu den Übergangsbereichen 6 erstrecken.
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In
Wohn- und Wirtschaftsgebäuden, beispielsweise mit einem
Sattel-, Pult- oder Flachdach, ist die Plattenebene (x-y-Ebene)
der Dachplatte 3 meist geneigt zur Horizontalen angeordnet.
Die Dachplatte 3 ist beispielsweise aus Faserzement hergestellt.
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Unter
Bezugnahme auf 1 und 2A bis 2c wird
nun das Verankerungselement 1 im Einzelnen beschrieben.
Hierbei zeigen 1 eine perspektivische Ansicht
des Verankerungselements 1 von schräg oben, 2A eine
Schnittansicht des Verankerungselements 1 entlang der ersten
Richtung (x), 2B eine perspektivische Ansicht
des Verankerungselements in der ersten Richtung (x) und 2C eine
Aufsicht von oben auf das Verankerungselement 1.
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Demnach
umfasst das Verankerungselement 1 einen flächig
ausgebildeten Flächenabschnitt 7 mit einem wellenförmigen
Profil. Das Profil des Flächenabschnitts 7 weist
entlang der ersten Richtung (x) einen Wellenberg 8 und
zwei benachbarte Wellentäler 9 auf (im Weiteren
als ”zweiter Wellenberg” und ”zweite
Wellentäler” bezeichnet). Der zweite Wellenberg 8 und
die beiden zweiten Wellentäler 9 erstrecken sich
jeweils in der zweiten Richtung (y). Der zweite Wellenberg 8 geht
in ebenen Übergangsbereichen 10 (im Weiteren als ”zweite Übergangsbereiche” bezeichnet)
in die zweiten Wellentäler 9 über.
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Das
Verankerungselement 1 ist mit zwei Verbindungslaschen 11 zur
Verbindung des Verankerungselements 1 mit dem Trägerelement
versehen, die im zweiten Wellenberg 8 an den Flächenabschnitt 7 angeformt
sind. Die beiden Verbindungslaschen 11 sind im Flächenabschnitt 7 bis
auf einen entlang der zweiten Richtung (y) sich erstreckenden Anbindungsabschnitt 12 freigeschnitten
und am Anbindungsabschnitt 12 um ca. 90° umgebogen.
Die beiden Verbindungslaschen 11 erstrecken sich entlang der
dritten Richtung (z) und sind in Gegenüberstellung angeordnet.
Sie sind an einem bezüglich der ersten Richtung (x) mittig
angeordneten Mittelabschnitt 13 des zweiten Wellenbergs 8 mit
dem Flächenabschnitt 7 verbunden. Ferner haben
die beiden Verbindungslaschen 11 eine sich vom Anbindungsabschnitt 12 zum
freien Ende hin trapezartig verbreiternde Form. In entsprechender
Weise ist im Flächenabschnitt 7 eine sich zu den
zweiten Wellentälern 9 hin trapezartig verbreiternde
Ausnehmung 14 geformt. Gleichermaßen wäre
es jedoch auch möglich, dass die Verbindungslaschen 11 und
entsprechend die Ausnehmungen 14 eine rechteckige Form haben.
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Die
Verbindungslaschen 11 sind jeweils benachbart zu ihrem
freien Ende mit einem Langloch 15 versehen, das zur Verbindung
mit dem Trägerelement für den Flächenkörper
dient und zu diesem Zweck von einem (nicht dargestellten) Befestigungsmittel
durchsetzt werden kann.
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Im
Mittelabschnitt 13 ist zwischen den beiden Verbindungslaschen 11 eine Öffnung 16 ausgespart, welche
für eine Befestigung des Verankerungselements 1 an
der Dachplatte 3 dient.
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Wie
insbesondere 2C entnommen werden kann, weist
der Flächenabschnitt 7 in seiner äußeren
Kontur eine ”Schmetterlingsform” auf. Die äußere
Kontur des Flächenabschnitts 7 ergibt sich aus den
entlang der zweiten Richtung (y) sich erstreckenden Stirnrändern 17 und
den die beiden Stirnränder 17 miteinander verbindenden,
jeweils schräg zur ersten Richtung (x) verlaufenden Seitenrändern 24,
welche an gerundeten Kanten 20 in die Stirnränder 17 übergehen.
Der Flächenabschnitt 7 verbreitert sich vom Mittelabschnitt 13 zu
den beiden zweiten Wellentälern 9 hin im Wesentlichen
trapezartig (in der zweiten Richtung). Der Flächenabschnitt 7 weist
somit im Mittelabschnitt 13 eine kleinste Abmessung in der
zweiten Richtung (y) auf, während die beiden zweiten Wellentäler 9 im
Bereich der gerundeten Kanten 20 eine größte
Abmessung in der zweiten Richtung (y) haben. Die Abmessung des Flächenabschnitts 7 nimmt
somit in der zweiten Richtung (y) vom Mittelabschnitt 13 zu
den gerundeten Kanten 20 hin zu.
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Das
Verankerungselement 1 ist aus einer in 3 in
Aufsicht dargestellten, ebenen Vorform 18 aus einem metallischen
Material, beispielsweise Stahlblech mit einer Blechstärke
von einigen Millimetern, hergestellt. Wie in 4 dargestellt
ist, kann eine Vielzahl solcher Vorformen 18 durch herkömmliche
Metallbearbeitungstechniken, wie Schneiden, insbesondere Laserschneiden,
oder Stanzen, aus einer ebenen Metallplatte 21 herausgelöst
werden. Vorzugsweise wird Laserschneiden eingesetzt. Durch die besondere
Kontur des Flächenabschnitts 7 können
die Vorformen 18 so ineinander verschachtelt werden, dass
praktisch kein Verschnitt auftritt. Die Vorformen 18 sind
zu diesem Zweck so angeordnet, dass in der zweiten Richtung (y)
einander benachbarte Vorformen in der ersten Richtung (x) in etwa
um eine halbe Länge des Flächenabschnitts 7 relativ
zueinander versetzt sind. Die Vorformen 18 können
jeweils an ersten Trennbereichen 22, durch welche die Stirnränder 17 benachbarter
Vorformen 18 voneinander getrennt sind, und an zweiten
Trennbereichen 23, durch welche die Seitenränder 24 benachbarter
Vorformen 18 voneinander getrennt sind, aus der Metallplatte 21 herausgelöst
werden.
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Denkbar
wäre auch, die Flächenabschnitte 7 der
Vorformen 18 mit einer anderen Kontur, beispielsweise eine
sigmoidale bzw. S-förmig geschwungene Kontur, zu versehen,
welche gleichermaßen ein praktisch verschnittfreies Herauslösen
der Vorformen 18 aus der Metallplatte 21 ermöglicht.
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In 3 ist
ein Freischnitt 19 für jede der beiden Verbindungslaschen 11 erkennbar,
durch den die Verbindungslaschen 11 bis auf den Anbindungsabschnitt 12 im
Bereich des Mittelabschnitts 13 vom übrigen Flächenabschnitt 7 getrennt
werden. Als Variante zu den anderen Darstellungen weist der Freischnitt 19 eine
Rechteckform anstelle einer Trapezform auf, so dass die Verbindungslaschen 11 rechteckig
sind. Die Langlöcher 15 werden beispielsweise vor
dem Freischneiden der Verbindungslaschen 11 durch Laserschneiden
geformt. Nach dem Freischneiden werden die beiden Verbindungslaschen 11 bis
zur Gegenüberstellung aufgebogen. Zudem wird der Flächenabschnitt 7 durch
Biegen mittels eines geeigneten Biegewerkzeugs mit einem wellenförmigen
Profil versehen, wie es insbesondere in 1 und 2a gut
erkennbar ist. Des Weiteren ist zwischen den beiden Verbindungslaschen 11 eine Öffnung 16 durch
Laserschneiden geformt, die einer Befestigung des Verankerungselements 1 an
der Dachplatte 3 dient.
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In 3 ist
der symmetrische Aufbau der Vorform 18 durch eine erste
Symmetrielinie 25 entlang der ersten Richtung (x) und eine
zweite Symmetrielinie 26 entlang der zweiten Richtung (y)
kenntlich gemacht. Die beiden Symmetrielinien 25, 26 schneiden
sich im Bereich der Öffnung 16.
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Wie
aus der Verankerungsanordnung 2 von 5 hervorgeht,
ist der Flächenabschnitt 7 des Verankerungselements 1 so
profiliert, dass der zweite Wellenberg 8 mit einem Zwischenabstand
den ersten Wellenberg 4 der Dachplatte 3 überbrückt,
so dass zwischen diesen ein Zwischenraum 27 verbleibt.
Im Zwischenraum 27 ist ein erstes Dichtmittel 28 aufgenommen,
welches so weich ist, dass es zum Übertragen mechanischer
Kräfte nicht geeignet ist.
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Andererseits
liegen die zweiten Wellentäler 9 des Verankerungselements 1 den
ersten Wellentälern 5 der Dachplatte 3 mittelbar über
ein zweites Dichtmittel 29, so dass zwischen den zweiten
Wellentälern 9 und den ersten Wellentälern 5 ein
mittelbarer flächiger Berührungskontakt vorliegt.
Das zweite Dichtmittel 29 ist so hart, dass es geeignet
ist, mechanische Kräfte zwischen dem Verankerungselement 1 und
der Dachplatte 3 zu übertragen. Somit können
mechanische Kräfte von den zweiten Wellentälern 9 des
Verankerungselements 1 an die ersten Wellentäler 5 der
Dachplatte 3 übertragen werden.
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In
den zweiten Übergangsbereichen 10 liegt das Verankerungselement 1 den
ersten Übergangsbereichen 6 der Dachplatte 3 unmittelbar
an, so dass mechanische Kräfte zwischen dem Verankerungselement 1 und
der Dachplatte 3 übertragen werden können.
-
Eine
Befestigung (Verankerung) des Verankerungselements 1 an
der Dachplatte 3 erfolgt durch ein (nicht dargestelltes)
Befestigungsmittel, beispielsweise ein Gewindeelement, das die Öffnung 16 durchsetzt
und beispielsweise mit einem Pfetten oder Sparren, auf dem die Dachplatte 3 aufliegt,
verschraubt ist. Zudem kann das Verankerungselement 1 mit
der Dachplatte 3 verbunden sein. Durch einen (nicht dargestellten)
Dichtring, beispielsweise aus EPDM (Kautschuk), wird ein Eindringen
von Wasser und Schmutz in die Öffnung 16 verhindert.
-
Es
wird nun Bezug auf 6 genommen, worin anhand einer
schematischen Schnittansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Anordnung veranschaulicht
ist. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, werden lediglich
die Unterschiede zu dem in den 1 bis 5 veranschaulichten
Ausführungsbeispiel beschrieben und ansonsten wird Bezug
auf die dort gemachten Ausführungen genommen.
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Demnach
ist die Dachplatte 3 als ”Trapezplatte” ausgebildet
und mit einem trapezförmigen Profil versehen, das entlang
einer ersten Richtung (x) eine periodische Abfolge von Trapezdächern 30 und Trapezböden 31 aufweist
(im Weiteren als ”erste Trapezdächer” und ”erste
Trapezböden” bezeichnet). Obgleich in 6 nur
ein erstes Trapezdach 30 und zwei erste Trapezböden 31 dargestellt
sind, umfasst die Dachplatte 3 im Allgemeinen eine Mehrzahl
erster Trapezdächer 30, die jeweils von ersten
Trapezböden 31 benachbart sind. Die erste Richtung
(x) kann beispielsweise parallel zu einem Dachfirst gerichtet sein.
Die ersten Trapezdächer 30 und ersten Trapezböden 31 erstrecken
sich jeweils in einer zur ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung
(y), welche in 6 in die Zeichenebene hinein
gerichtet ist. Die zweite Richtung (y) kann beispielsweise entlang
einer Dachneigung gerichtet sein.
-
Durch
die erste Richtung (x) und die zweite Richtung (y) wird eine Ebene
(x-y-Ebene) aufgespannt, die der Plattenebene der Dachplatte 3 entspricht
bzw. zu dieser parallel ist. Die Plattenebene ergibt sich hier beispielsweise
durch eine (nicht dargestellte) Auflagefläche beim Auflegen
der Dachplatte 3 auf eine ebene Unterlage. Die ersten Trapezdächer 30 stellen
jeweils eine höchste Stelle (in der Beschreibungseinleitung
als ”Profilhöhe” bezeichnet) dar, die
einen maximalen Abstand von der Plattenebene hat. Gleichermaßen
stellen die ersten Trapezböden 31 eine niedrigste
Stelle (in der Beschreibungseinleitung als ”Profiltiefe” bezeichnet)
dar, die einen minimalen Abstand (hier Abstand Null) von der Plattenebene
hat. Die ersten Trapezdächer 30 gehen jeweils
in Schrägflächen 32 (im Weiteren als ”erste Schrägflächen” bezeichnet)
in die ersten Trapezböden 31 über.
-
Alternativ
könnte die Plattenebene als Mittellage zwischen den ersten
Trapezdächern 30 und ersten Trapezböden 31 definiert
werden, wobei die ersten Trapezdächer 30 auf der
einen Seite der Plattenebene und die ersten Trapezböden 31 auf
der entgegen gesetzten Seite der Plattenebene angeordnet sind und
jeweils einen gleichen Abstand hiervon haben.
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Bei
dieser Ausführungsform umfasst das Verankerungselement 1 einen
Flächenabschnitt 7 mit einem gleichermaßen
trapezförmigen Profil. Das Profil des Flächenabschnitts 7 weist
entlang der ersten Richtung (x) ein Trapezdach 33 (im Weiteren
als ”zweites Trapezdach” bezeichnet) und zwei
benachbarte Trapezböden 34 (im Weiteren als ”zweite
Trapezböden” bezeichnet) auf. Das zweite Trapezdach 33 und
die beiden zweiten Trapezböden 34 erstrecken sich
jeweils in der zweiten Richtung (y). Das zweite Trapezdach 33 geht
in Schrägflächen 35 (im Weiteren als ”zweite
Schrägflächen” bezeichnet) in die zweiten
Trapezböden 34 über.
-
Wie
aus der Verankerungsanordnung 2 von 6 hervorgeht,
ist der Flächenabschnitt 7 des Verankerungselements 1 so
profiliert, dass das zweite Trapezdach 33 mit einem Zwischenabstand
das erste Trapezdach 30 überbrückt, so
dass zwischen diesen ein Zwischenraum 27 verbleibt.
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Andererseits
liegen die zweiten Trapezböden 34 des Verankerungselements 1 den
ersten Trapezböden 31 der Dachplatte 3 mittelbar über
ein zweites Dichtmittel 29 an, so dass zwischen den zweiten
Trapezböden 34 und den ersten Trapezböden 31 ein
mittelbarer flächiger Berührungskontakt vorliegt.
Das zweite Dichtmittel 29 ist so hart, dass es geeignet
ist, mechanische Kräfte zwischen dem Verankerungselement 1 und
der Dachplatte 3 zu übertragen. Somit können
mechanische Kräfte von den zweiten Trapezböden 34 des
Verankerungselements 1 an die ersten Trapezböden 31 der
Dachplatte 3 übertragen werden.
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Eine
Befestigung (Verankerung) des Verankerungselements 1 an
der Dachplatte 3 erfolgt hier beispielsweise durch Nietverbindungen 36,
welche die zweiten Schrägflächen 35 des
Verankerungselements 1 mit den ersten Schrägflächen 32 der
Dachplatte 3 verbinden. Eine solche Verbindung ist beispielsweise
dann angebracht, wenn ein Abstand zwischen Pfetten zu groß ist,
um eine Mehrzahl Verankerungselemente 1 daran befestigen
zu können. Gleichermaßen wäre es jedoch
auch möglich, die Verankerungselemente 1 in einer
Weise zu verankern, wie oben in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben ist.
-
Das
Verankerungselement 1 ermöglicht somit eine zuverlässige
und sichere Verankerung eines Trägerelements für
einen Flächenkörper, wie ein Solarkollektor oder
ein Solarmodul, auf einer profilierten Dachplatte 3. Da
das Verankerungselement 1 den Wellenberg 4 bzw.
das Trapezdach 30 der Dachplatte 3 mit einem Zwischenabstand überbrückt
und den Wellentälern 5 bzw. Trapezböden 31 der
Dachplatte 3 über ein hartes Dichtmittel anliegt,
erfolgt eine Krafteinleitung im Wesentlichen nur ü ber die
Wellentäler 9 und Trapezböden 34 des
Verankerungselements. In vorteilhafter Weise kann hierdurch insbesondere
gesetzlichen Bestimmungen genügt werden, wonach im Bereich
der Profilhöhen von beispielsweise aus Faserzement bestehenden
Dachplatten 3 wegen der Bruchgefahr keine mechanische Kraft
eingeleitet werden soll. Durch die sich vom Mittelabschnitt 13 zu
den Stirnrändern 17 hin verbreiternde Kontur des
Flächenabschnitts 7 des Verankerungselements 1 kann
in vorteilhafter Weise Material eingespart werden, wodurch die Herstellungskosten verringert
werden können. Durch die Art der Krafteinleitung in die
Dachplatte 3, kann durch die sich zu Mittelabschnitt 13 hin
verringernde Abmessung des Verankerungselements 1 eine
Schwächung der Stabilität und Festigkeit des Verankerungselements 1 vermieden
werden. Eine Mehrzahl ineinander verschachtelter Vorformen 18 für
das Verankerungselement 1 kann praktisch ohne Verschnitt
aus einer Metallplatte 21 herausgelöst werden,
wodurch wiederum Material und damit Kosten eingespart werden können.
Durch in den Verbindungslaschen 11 ausgesparte Langlöcher
können Montagetoleranzen bei der Montage des Trägerelements
ausgeglichen werden.
-
- 1
- Verankerungselement
- 2
- Verankerungsanordnung
- 3
- Dachplatte
- 4
- erster
Wellenberg
- 5
- erstes
Wellental
- 6
- erster Übergangsbereich
- 7
- Flächenabschnitt
- 8
- zweiter
Wellenberg
- 9
- zweites
Wellental
- 10
- zweiter Übergangsbereich
- 11
- Verbindungslasche
- 12
- Anbindungsabschnitt
- 13
- Mittelabschnitt
- 14
- Ausnehmung
- 15
- Langloch
- 16
- Öffnung
- 17
- Stirnrand
- 18
- Vorform
- 19
- Freischnitt
- 20
- Kante
- 21
- Metallplatte
- 22
- erster
Trennbereich
- 23
- zweiter
Trennbereich
- 24
- Seitenrand
- 25
- erste
Symmetrielinie
- 26
- zweite
Symmetrielinie
- 27
- Zwischenraum
- 28
- erstes
Dichtmittel
- 29
- zweites
Dichtmittel
- 30
- erstes
Trapezdach
- 31
- erster
Trapezboden
- 32
- erste
Schrägfläche
- 33
- zweites
Trapezdach
- 34
- zweiter
Trapezboden
- 35
- zweite
Schrägfläche
- 36
- Nietverbindung
- 37
- Wellenbergspitze
- 38
- Wellentalsenke
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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