DE202009012507U1

DE202009012507U1 - Mittel zur Befestigung von Solarelementen auf Gebäuden von Industrie und Landwirtschaft

Info

Publication number: DE202009012507U1
Application number: DE202009012507U
Authority: DE
Original assignee: Schaefer Werke GmbH
Current assignee: Schaefer Werke GmbH
Priority date: 2009-09-15
Filing date: 2009-09-15
Publication date: 2009-12-17
Anticipated expiration: 2019-09-16

Abstract

Montagemittel zur Befestigung von Solarelementen (2) auf Gebäuden von Industrie und Landwirtschaft, wobei die Größe der Solarelemente (2) in Länge und Breite beliebig ist,
gekennzeichnet durch
– eine aus Profilblechen (1) gebildete Dachhaut
– im Profilblech (1) vorhandene Schwalbenschwanzführungen (3)
– Querträger (3), die an Schiebern (7) befestigt sind, die entlang der Schwalbenschwanzführung (12) gleiten können und Befestigungsmittel (8; 10) aufweisen
– Klemmstücke (4) für das Solarelement (2), die auf dem Querträger (3) gleiten und befestigt werden können.

Description

Die Erfindung betrifft Mittel zur Befestigung von Solarelementen auf Gebäuden von Industrie und Landwirtschaft, insbesondere Mittel zur Befestigung von gerahmten und ungerahmten Photovoltaikelementen (im Folgenden PV-Elemente genannt).
Für die Montage von Solarelementen auf Dächern von Privat- oder Industriebauten existieren bereits zahlreiche Systeme. Allen ist gemeinsam, dass sie die Dachsparren und die Dachlattung zur Befestigung der gerahmten oder ungerahmten Solarelemente verwenden (z. B. DE 20 2006 017 963 oder 10 2004 012 412 ). Nachteilig ist dabei, dass die Lattenabstände die Größe der einsetzbaren Solarelemente vorgeben bzw. umgekehrt die Größe der Solarelemente den Lattenabstand bestimmt. Letzteres stellt bei der Bestückung von Altbaudächern ein Problem dar. Eine Möglichkeit zur Befestigung von Photovoltaik-(PV-)Elementen unterschiedlicher Länge und Breite wird bei einem bekannten System (InterSole der Fa. Ubbink Econergy Solar GmbH) durch den Einsatz von Dachplatten (sog. Inter-Sole-Platten), die mittels so bezeichneter Anker an den Dachlatten befestigt werden, wobei die Anker Aluminiumschienen tragen können, an denen die PV-Elemente befestigt werden. Die Lage der Anker ist entlang der Dachlatten frei wählbar und kann problemlos der Länge der PV-Elemente angepasst werden. Für die Befestigung des PV-Elementes auf der Schiene spielt dessen Breite keine Rolle.
Nachteilig ist bei diesem System vor allem der hohe Montageaufwand und die geringe Steifigkeit der Dachplatten. Letzteres erfordert einen geringen Abstand der darunter liegenden Dachlatten, der bei Ziegeldächern durch die vergleichsweise geringe Größe der Dachziegel ohnehin gegeben ist, bei Industriebauten oder landwirtschaftlich genutzten Gebäuden mit Profilblechdächern aber nicht vorausgesetzt werden kann.
Es ist auch bekannt, die Stabilität von PV-Elementen durch einen stabilen Metallrahmen ausreichend zu erhöhen. Das erhöht jedoch die Materialkosten, das Gewicht und den Montageaufwand beträchtlich.
Das Problem, das durch die Erfindung gelöst werden soll, ist eine Montagemöglichkeit für Solarelemente unterschiedlicher Abmessungen auf Dächern von Industriebauten und landwirtschaftlichen Gebäuden, die geringe Kosten verursacht und eine einfache Montage gewährleistet.
Das Problem wird gemäß Hauptanspruch durch den Einsatz von Profilblechen als Dachhaut, wie bei Industriebauten und landwirtschaftlichen Gebäuden üblich und einfache Montagemittel gelöst. Die Profilbleche weisen eine schwalbenschwanzähnliche Formgebung auf, die es Schiebern mit komplementärer Formgebung gestattet, entlang des Profilbleches zu gleiten. Auf den Schiebern sind Querträger befestigt, die Klemmstücke für die Befestigung des Solarelementes tragen, wobei die Klemmstücke auf den Querträgern gleiten können.
Auf diese Weise können die Klemmstücke, die der Befestigung der Solarelemente dienen in zwei Richtungen verschoben werden und entsprechend der Größe des Solarelementes positioniert werden.
Da Profilbleche, die für Industriebauten und landwirtschaftliche Gebäude zur Anwendung kommen meist in sich eine beachtliche Steifigkeit besitzen können wesentlich größere Abstände der Befestigungspunkte als bei Ziegeldächern vorgegeben gewählt werden, wodurch Kosten für die Dachlattung gespart werden. Außerdem ergibt sich durch die Konstruktion eine ausreichend Hinterlüftung der Solarzellen.
Vorteilhaft ist auch die Möglichkeit ungerahmte Photovoltaik-Elemente zu befestigen. Weitere Vorteile und sinnvolle Ausgestaltungen ergeben sich gemäß der Unteransprüche. So ist es zweckmäßig, dass die Querträger neben den Befestigungspunkten weitere Auflagepunkte durch das Profilblech erhalten, so dass Durchbiegungen vermieden werden. Die einfachste Ausführung für die Schwalbenschwanzführung für die Schieber besteht nach Unteranspruch 3 darin, dass das Profilblech selbst mit Schwalbenschwanzprofil hergestellt wird. Dann sind keine zusätzlichen Mittel nötig zusätzliche Arbeitsgänge entfallen. Um die Bewegung der Schieber auch im Überlappungsbereich zweier solcher Profilbleche zu ermöglichen werden die Profilbleche gemäß Unteranspruch 9 auf einer Seite auf einer Länge des Überlappungsbereiches mit einer um zwei Materialstärken reduzierte Profilbreite hergestellt. Zur Aufnahme überflüssigen Materials können Sicken an der Seite dienen.
Zur Verwendung von Trapez- oder Rechteck-Profilblechen, insbesondere aber auch zur Nachrüstung fertiger, mit Trapez- oder Rechteck-Profilblechen belegter Dächer, ist es jedoch erforderlich eine Lösung dafür anzubieten. Deshalb werden in den Unteransprüchen 4 bis 7 verschiedene zusätzliche Montagemittel vorgeschlagen, die auf der Schulter eines Trapez- oder Rechteck-Profils befestigt werden können, wobei die Schieber den jeweiligen Lösungen anzupassen sind. Kostengünstige Befestigungsverfahren für die zusätzlichen Montagemittel sind Clinchen oder Nieten. Letzteres bei Nachrüsten vorhandener Blechdächer.
Gemäß Unteranspruch 4 besteht eine sehr einfache Ausführung des zusätzlichen Montagemittels darin, dass im Abstand der Länge der Querträger Blechstreifen auf der Schulter des Rechteckprofils befestigt werden, wobei die Blechstreifen breiter als die Schulter sind. Ist es erwünscht, dass die Steifigkeit des Profilbleches erhöht wird, so ist es gemäß der Unteransprüche 5 und 6 sinnvoll, statt der Blechstreifen U-Profile zu verwenden, deren Schenkel entweder nach innen oder außen abgewinkelt sind. Im ersteren Fall ergibt sich eine sehr einfache Konstruktion für den Schieber. Sie besteht darin, dass nur ein Gegenblech im Profil vorhanden ist an das die Querträger angeschraubt und verklemmt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass es die gleichen Profile wie für die Querträger verwendet werden können.
Die Verwendung eines U-Profils mit nach außen abgewinkelten Schenkeln, ein so genanntes Hutblech, ergibt eine größere Stabilität des Blechdaches und gestattet insbesondere auch ein vorhandenes Blechdach mit zu geringer Belastbarkeit zu nutzen, indem dessen Traglast entsprechend der geforderten Wind- und Schneelasten durch entsprechende Auslegung des Hutprofils erhöht wird.
Die Querträger werden zweckmäßigerweise mit Wasserablauföffnungen versehen, um ihre Haltbarkeit zu erhöhen.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen
1a einen Teil einer Dacheindeckung aus Spezialprofilblech mit vier PV-Elementen bestückt in perspektivischer Ansicht
1b ein Detail der 1a vergrößert, die Befestigungsmittel darstellend
2 ein Detail, die Befestigungsmittel für Rechteckprofilbleche darstellend
3 ein Detail, die Befestigungsmittel für Rechteckprofilbleche darstellend, in einer Variante
4 ein Detail, die Befestigungsmittel für Rechteckprofilbleche darstellend, in einer weiteren Variante
Die Dachhaut nach 1 besteht aus speziell gefertigten Profilblechen 1, die in definiertem Abstand eine Führung 10 mit Schwalbenschwanzprofil 9.1 aufweisen. Die zwischen den Führungen 10 liegenden Profile können beliebige Form haben. Im vorliegenden Beispiel sind es Dreiecke. Sinnvoll wird eine Form gewählt, die mit einfachen Werkzeugen herstellbar ist und eine hohe Steifigkeit des Bleches ergibt.
Auf die Führungen 10 sind Querträger 3.1 geschoben, auf denen PV-Elemente 2 aufliegen und befestigt sind.
Die Querträger 3 können je nach Länge des PV-Elementes 2 auf den Führungen 12 verschoben werden. Zwischen den Querträgern 3.1 für die Befestigung können weitere Querträger 3.2 als Auflage für das PV-Element 2 vorhanden sein.
In 1b ist der Befestigungspunkt A für die linke untere Ecke eines PV-Elementes 2 vergrößert dargestellt.
Ein als U geformter Schieber 7 besitzt in seinen Schenkeln schwalbenschwanzförmige Ausschnitte 9.2, die es ermöglichen, den Schieber 7 auf die integrierte Führung 12 mit schwalbenschwanzförmigem Querschnitt 9.1 zu schieben und in die erforderliche Position zu bringen.
Auf den Schiebern 7 wird der Querträger 3 befestigt, der aus einem U-Profil mit nach innen abgewinkelten Schenkeln besteht. Der Schieber 7 besitzt unterhalb der Auflage für den Querträger eine Druckplatte 8, die nach der Positionierung mit einer Klemmschraube 10 am Schieber 7 gegen das Profilblech 1 gedrückt wird, so dass sich der Schieber 7 nicht mehr bewegen kann.
Auf den Querträger 3 sind Gleitstücke 5 zum Befestigen der PV-Elemente 2 aufgeschoben. Die Gleitstücke 5 besitzen ein Klemmstück 4, das bis zu vier PV-Elemente 2, deren Ecken nur wenig Abstand voneinander haben, überdecken kann und durch Anziehen einer Schraube festklemmt. Die zwischen den integrierten Schwalbenschwanzführungen 12 liegenden Dreieckprofile sind um die Höhe der Schieber 7 höher als die Schwalbenschwanzführungen 12, so dass sich Auflager 6 für die Querträger 7 ergeben, die einen Teil der Last der PV-Elemente aufnehmen.
Zum Eindecken einer größeren Dachfläche müssen mehrere Profilbleche 1 überlappend aneinander gelegt werden. Damit ein Schieber 7 über die Überlappungsstelle von zwei Profilblechen 1 geschoben werden kann, sind die Profilbleche auf einer Seite auf einer Länge des Überlappungsbereiches mit einer auf beiden Seiten um eine Materialstärke reduzierte Profilbreite hergestellt. Zur Aufnahme überflüssigen Materials bei der Herstellung sind Sicken an den Seiten vorgesehen.
Varianten von Befestigungsmöglichkeiten für die Querträger 3 bei Verwendung von handelsüblichen Profilblechen mit Rechteckprofil zeigen die 2 bis 4.
Wie in 2 dargestellt, entsteht ein schwalbenschwanzähnliches Profil durch Befestigen eines Blechstreifens 13 auf der Schulter 15 des Rechteckprofils 14, wenn der Blechstreifen breiter als das Rechteckprofil ist. Das Blech wird am einfachsten durch Clinchen (Clinchpunkte 16) mit dem Profilblech verbunden. Der sonst gleiche Schieber 7 besitzt eine in der Form angepasste Öffnung zum Aufschieben auf den Blechstreifen.
Statt des Blechstreifens 13 wird im Beispiel nach 3 ein Längsträger 17 aus U-Profilmaterial mit nach innen umgebogenen Schenkeln aufgebracht. Die Vorteile dieser Befestigungsart bestehen darin, dass Querträger 3 und Längsträger 17 aus gleichem Profil gefertigt werden können und anstatt des Schiebers 7 nur noch eine Blechscheibe mit Gewinde für die Klemmschraube 10 erforderlich ist.
Durch das Aufbringen des Längsträgers 17 erhöht sich außerdem die Stabilität des Profilbleches 2.
Eine noch bessere Stabilität ergibt sich bei Verwendung eines Längsträgers 20 aus einem U-Profilmaterial mit nach außen umgebogenen Schenkeln, einem sog. Hutblech, wie im Beispiel nach 4. Der Schieber 7 hat in diesem Fall eine vergleichbare Form wie bei der Variante nach 2.
Eine Erhöhung der Stabilität des Profilbleches 1 durch das Aufbringen der Längsträger 20 aus Hutblechmaterial ist insbesondere für die Nutzung vorhandener Dacheindeckungen notwendig, wenn deren Belastbarkeit für die aufzubringenden Solarelemente und die möglichen Wind- und Schneelasten nicht ausreicht.
In die Querträger 3 kann Regenwasser eindringen, da die offene Seite des U-Profils nach oben zeigt. Deshalb sind die Querträger 3 mit Wasserablauföffnungen 18 versehen.

1: Profilblech
2: PV-Element, ungerahmt
3: Querträger
4: Klemmstück
5: Gleitstück
6: integriertes Auflager für Querträger
7: Schieber
8: Druckplatte
9: Schwalbenschwanzquerschnitt
10: Klemmschraube
11: Befestigungsschraube
12: integrierte Schwalbenschwanzführung
13: Blechstreifen
14: Rechteckprofil
15: Schulter
16: Clinchpunkt
17: Längsträger
18: Wasserablauföffnung
19: Endblech für Dachrand
20: Längsträger als Hutblech

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 202006017963 [0002]
- DE 102004012412 [0002]

Claims

Montagemittel zur Befestigung von Solarelementen (2) auf Gebäuden von Industrie und Landwirtschaft, wobei die Größe der Solarelemente (2) in Länge und Breite beliebig ist, gekennzeichnet durch – eine aus Profilblechen (1) gebildete Dachhaut – im Profilblech (1) vorhandene Schwalbenschwanzführungen (3) – Querträger (3), die an Schiebern (7) befestigt sind, die entlang der Schwalbenschwanzführung (12) gleiten können und Befestigungsmittel (8; 10) aufweisen – Klemmstücke (4) für das Solarelement (2), die auf dem Querträger (3) gleiten und befestigt werden können.
Montagemittel zur Befestigung von Solarelementen (2) auf Gebäuden von Industrie und Landwirtschaft, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilblech (1) über die Länge des Querträgers (3) weitere Unterstützungspunkte (6) für diesen aufweist.
Montagemittel zur Befestigung von Solarelementen (2) auf Gebäuden von Industrie und Landwirtschaft, gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwalbenschwanzführung (12) durch die Form des Profilbleches (1) gegeben ist und die Schieber (7) die komplementäre Formgebung (9.2) aufweisen.
Montagemittel zur Befestigung von Solarelementen (2) auf Gebäuden von Industrie und Landwirtschaft, gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwalbenschwanzführung bei einem Profilblech mit Rechteckprofil dadurch gebildet wird, dass auf den Schultern (15) des Profilblechs (1) im Abstand der Länge der Querträger (3) Blechstreifen (13) befestigt sind, die breiter sind als die Profilschulter (15) und die Schieber (7) die komplementäre Formgebung aufweisen.
Montagemittel zur Befestigung von Solarelementen (2) auf Gebäuden von Industrie und Landwirtschaft, gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung bei einem Profilblech (1) mit Rechteck- oder Trapezprofil dadurch gebildet wird, dass auf dem Profilblech (1) Längsträger in Form von U-Profilen mit nach innen abgewinkelten Schenkeln (17) befestigt sind und die Schieber (7) die komplementäre Formgebung aufweisen.
Montagemittel zur Befestigung von Solarelementen (2) auf Gebäuden von Industrie und Landwirtschaft, gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwalbenschwanzführung bei einem Profilblech (1) mit Rechteck- oder Trapezprofil dadurch gebildet wird, dass auf dem Profilblech Längsträger in Form von U-Profilen mit nach außen abgewinkelten Schenkeln (sog. Hutblech) (20) befestigt sind und die Schieber (7) die komplementäre Formgebung aufweisen.
Montagemittel zur Befestigung von Solarelementen auf Gebäuden von Industrie und Landwirtschaft, gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechstreifen (10) bzw. die Längsträger (14, 18) durch Clinchen oder Nieten auf der Schulter (12) des Profilbleches (1) befestigt sind.
Montagemittel zur Befestigung von Solarelementen auf Gebäuden von Industrie und Landwirtschaft, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Querträger (3) mit Wasserablauföffnungen (18) versehen sind.
Montagemittel zur Befestigung von Solarelementen auf Gebäuden von Industrie und Landwirtschaft, gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Seite des Bleches die Profile beidseitig um eine Blechstärke eingeengt und mit zwei Sicken versehen sind.