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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abstützen von Solarmodulen auf einem Flachdach nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Eine solche Vorrichtung ist aus der
DE 20 2008 000 528 U1 bekannt. Dabei sind Stützeinrichtungen vorgesehen, welche ein langgestrecktes Profil aufweisen. An diesem Profil sind hintereinander mehrere Gefällekeile angebracht. Das langestreckte Profil ist aus einem unteren und einem oberen Kantblech zusammengesetzt. Zwischen dem unteren und dem oberen Kantblech sind Abstandshalter vorgesehen, in die Schrauben zur Befestigung der Gefällekeile eingreifen. – Auf den langen Schrägseiten zweier nebeneinander angeordneter Gefällekeile wird das Solarmodul abgestützt. Eine zwischen den kurzen Schrägseiten der Gefällekeile verbleibende Öffnung kann mit einem Windableitblech verschlossen werden.
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Die bekannte Solarmodulanordnung erfordert einen relativ hohen Herstellungs- und Montageaufwand. Die Herstellung der langgestreckten Profile ist aufwändig. Sie erfordert zunächst die Herstellung eines unteren und eines oberen Kantblechs und nachfolgend eine Verbindung der Kantbleche unter Zwischenschaltung von Abstandshaltern. Zur Montage der Gefällekeile ist die Herstellung mehrerer relativ aufwändiger Schraubverbindungen erforderlich.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere eine möglichst einfach und kostengünstig herstellbare Vorrichtung zum Abstützen von Solarmodulen auf einem Flachdach angegeben werden. Nach einem weiteren Ziel der Erfindung soll die Vorrichtung schnell und einfach montierbar sein.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 18 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 17, 19 und 20.
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Nach Maßgabe der Erfindung wird vorgeschlagen, dass jede der Stützeinrichtungen ein Kantrohr aufweist, an dem zumindest ein abgewinkeltes, aus einem gekanteten Blech hergestelltes Stützprofil angebracht ist. – In Abkehr zum Stand der Technik wird als langgestrecktes Profil zum Abstützen der Stützeinrichtung auf dem Flachdach ein Kantrohr verwendet. Ein solches Kantrohr, welches z. B. einen rechteckigen Querschnitt aufweist, ist herkömmlich verfügbar. Es kann relativ einfach beispielsweise aus Aluminium mittels Extrusionstechnik hergestellt werden. Das Vorsehen eines Kantrohrs hat den weiteren Vorteil, dass darin geschützt vor äußeren Einflüssen elektrische Leitungen geführt werden können. Anstelle eines aus einem massiven Material hergestellten Gefällekeils wird erfindungsgemäß nun ein aus einem gekanteten Blech hergestelltes Stützprofil verwendet. Die Verwendung des vorgeschlagenen Stützprofils ermöglicht eine leichtgewichtige Ausgestaltung der Stützeinrichtung. Das erleichtert die Montage der Vorrichtung auf einem Flachdach. – Das vorgeschlagene Stützprofil wird vorteilhafterweise unter Verwendung von Laserschneidtechnik hergestellt und sodann mit einem stranggepressten Kantrohr kombiniert.
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Die erfindungsgemäßen Stützeinrichtungen können nach Art von Modulen bedarfsgerecht im Herstellungsbetrieb vorgefertigt werden. Am Kantrohr einer jeden Stützeinrichtung sind vorteilhafterweise mehrere sich in dieselbe Richtung erstreckende Stützprofile angebracht. Mittels zweier derartig ausgebildeter Stützeinrichtungen können gleichzeitig mehrere Solarmodule abgestützt bzw. befestigt werden. Beispielsweise können am Kantrohr, zwei, drei, vier, fünf oder auch sechs Stützprofile hintereinander angebracht sein.
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Zur Vereinfachung der Herstellung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass das Stützprofil an seinen beiden Enden mit ersten Durchbrüchen versehene Befestigungslaschen bzw. -abschnitte aufweist. Die ersten Durchbrüche dienen der Durchführung von Befestigungsmitteln, beispielsweise Schrauben oder Niete. Die äußere Form eines zur Herstellung der Stützprofile verwendeten Blechs kann ebenso wie die ersten Durchbrüche mittels Laserschneidtechnik hergestellt werden.
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Die Befestigungsabschnitte sind zweckmäßigerweise so ausgestaltet, dass das Stützprofil im Wesentlichen formschlüssig auf das Kantrohr aufsteckbar ist. Das erleichtert weiter die Herstellung der Stützeinrichtungen. Zur Befestigung der Stützprofile können diese zunächst auf das Kantrohr aufgesteckt und nachfolgend durch das Anbringen von Befestigungsmitteln schnell und einfach befestigt werden.
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Jedes der Stützprofile weist zweckmäßigerweise einen geraden ersten Stützabschnitt mit einem eine klemmende Befestigung eines darauf aufliegenden Solarmoduls ermöglichenden Befestigungsprofil bzw. -mittel auf. Das Befestigungsprofil kann mit dem ersten Stützabschnitt verschraubt sein oder nach dem Auflegen des Solarmoduls verschraubt werden. Zu diesem Zweck können im ersten Stützabschnitt Einpressmuttern vorgesehen sein. Die zum Befestigen von Einpressmuttern erforderlichen 6-eckigen weiteren Durchbrüche im Stützprofil können wiederum mittels Laserschneidtechnik hergestellt werden.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich vom Ende des ersten Stützabschnittes zumindest ein Stützelement zum Abstützen eines auf dem ersten Stützabschnitt aufliegenden Solarmoduls. Bei dem Stützelement kann es sich beispielsweise um eine oder mehrere Blechlaschen handeln. Das Vorsehen der Stützelemente erleichtert die Montage der Solarmodule auf den Stützprofilen. Sie können zunächst mit ihrer unteren langen Kante gegen die Stützelemente abgestützt und nachfolgend in die an den ersten Stützabschnitten vorgesehenen Befestigungsprofile eingesteckt werden.
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Das Stützprofil kann weiterhin einen geraden zweiten Stützabschnitt aufweisen, welcher mit dem ersten Stützabschnitt einen Winkel im Bereich von 45° bis 140° bildet. Üblicherweise bildet der zweite Stützabschnitt mit dem ersten Stützabschnitt einen Winkel im Bereich von 60° bis 120°. Dabei ist der zweite Stützabschnitt üblicherweise kürzer ausgebildet als der erste Stützabschnitt, so dass die mit dem Stützprofil abgestützten Solarmodule in einem Winkel von 5° bis 35°, vorzugsweise von 10° bis 25°, relativ zum Kantrohr schräggestellt sind.
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Grundsätzlich kann eine Verbindung zweier nebeneinander angeordneter Stützeinrichtungen durch ein Solarmodul erfolgen, welches jeweils an den ersten Stützabschnitten der jeweiligen Stützprofile befestigt ist. Das ermöglicht eine besonders schnelle und einfache Montage. Zur Erhöhung der Stabilität der Vorrichtung kann zur Verbindung zweier mit den Stützprofilen parallel zueinander ausgerichteter Stützeinrichtungen vorteilhafterweise eine Verbindungswand vorgesehen sein, welche jeweils am zweiten Stützabschnitt der Stützprofile angebracht ist. Durch die Verbindung der Stützeinrichtungen mittels der Solarmodule und/oder der Verbindungswände entsteht insgesamt eine gitterartige Struktur, welche eine hohe Stabilität gegen Windkräfte aufweist. Die Stabilität der gitterartigen Struktur ist so groß, dass insgesamt oder zumindest im Wesentlichen auf das Vorsehen von die Dachhaut durchdringenden Befestigungsmitteln verzichtet werden kann. Das Vorsehen der Verbindungswand wirkt zusätzlich einem Abheben der Vorrichtung durch Wind- oder Sturmböen entgegen.
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Die, vorzugsweise aus einem Blech hergestellte, Verbindungswand kann an ihrer den zweiten Stützabschnitten abgewandten Seite mit einer reflektierenden Beschichtung versehen sein. Insbesondere wenn die Solarmodule nicht genau nach Süden ausgerichtet sind, kann damit auf die Verbindungswand fallendes Sonnenlicht zumindest zum Teil auf ein in der Nähe befindliches Solarmodul reflektiert und damit insgesamt der Wirkungsgrad erhöht werden. – Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist der Begriff ”reflektierende Beschichtung” allgemein zu verstehen. Es kann sich dabei beispielsweise um eine polierte Metallfläche handeln. Ferner kann es sein, dass die Verbindungswand aus einem Strukturblech hergestellt ist, welches darauf einfallendes Licht in geeigneter Weise auf das gegenüberliegende Solarmodul reflektiert. Ein solches Strukturblech kann ebenfalls poliert sein. Eine damit hervorgerufene Reflektion kann diffus sein.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist am Stützprofil eine Seitenwand zum Abdecken eines vom Stützprofil und einem Abschnitt des Kantrohrs umgebenen zweiten Durchbruchs angebracht. Insbesondere bei außen liegenden Stützeinrichtungen kann damit verhindert werden, dass die Vorrichtung durch die Einwirkung von Wind- oder Sturmböen abgehoben wird.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das Stützprofil mittels einer Nietverbindung oder Bohrschrauben am Kantrohr befestigt. Desgleichen kann auch die Verbindungswand an den zweiten Stützabschnitten mittels einer Nietverbindung oder Bohrschrauben und/oder die Seitenwand am Stützprofil mit einer Nietverbindung oder Bohrschrauben befestigt sein. Die vorgeschlagene Verbindung lässt sich einfach und schnell herstellen. Damit ist insbesondere auch eine einfache Montage der Vorrichtung vor Ort möglich. Die Durchbrüche zur Herstellung der Verbindung werden zweckmäßigerweise in den zu verbindenden Elementen bereits bei deren Herstellung mittels Laserschneiden erzeugt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist das Kantrohr in der Nähe des Stützprofils zumindest einen dritten Durchbruch zum Durchführen eines Anschlusskabels auf. Um ein Eindringen von Wasser in das Kantrohr zu vermeiden, kann zwischen dem Umfangsrand des dritten Durchbruchs und dem Anschlusskabel eine Gummidichtung bzw. ein Dichtungsprofil vorgesehen sein, welches formschlüssig am Umfangsrand des dritten Durchbruchs gehalten ist.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Kantrohr an seinem einen Ende mit einem Steckelement versehen, welches in ein offenes Ende eines weiteren Kantrohrs einer weiteren Stützeinrichtung im Wesentlichen formschlüssig einsteckbar ist. Damit ist es möglich, mehrere Stützeinrichtungen in Längsrichtung miteinander zu verbinden. Eine solche Verbindung kann durch das Anbringen eines oder mehrerer Niete gesichert werden. Die mittels Stecken miteinander verbindbaren Steckeinrichtungen erleichtern weiter die Montage der Vorrichtung. Abgesehen davon kann bei einem Ineinanderstecken unter Beibehaltung eines Abstands zwischen den Stützeinrichtungen eine Dehnungsfuge hergestellt werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung sind zwei im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtete Stützeinrichtungen durch etwa senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Kantrohre angebrachte Querverbindungselemente miteinander verbunden. Bei dieser Ausgestaltung können die Kantrohre und die Querverbindungselemente insbesondere eine gitterartige Struktur bilden. Eine solche Struktur erhöht die Stabilität der Vorrichtung insbesondere gegen einen Angriff von Wind- oder Sturmböen. – Die Kantrohre und/oder die Querverbindungselemente können zur weiteren Sicherung gegen die Einwirkung z. B. eines Sturms zumindest teilweise mittels Ankerelementen im Flachdach fixiert werden. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, zur Sicherung der Vorrichtung Gewichte, beispielsweise Betonelemente, zumindest auf einen Teil der Kantrohre und/oder der Querelemente zu legen.
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Bei dem Kantrohr handelt es sich zweckmäßigerweise um ein 4-Kantrohr, welches vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Derartige 4-Kantrohre sind kostengünstig verfügbar und robust.
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Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung aus Aluminium, vorzugsweise aus eloxiertem Aluminium, hergestellt. Aluminium ist leicht und insbesondere im eloxierten Zustand korrosionsbeständig.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich besonders einfach vor Ort montieren. Sie wird zweckmäßigerweise in Form eines Kits bzw. Bausatzes bereitgestellt, welcher zumindest zwei verbindungsgemäße Stützeinrichtungen und zumindest eine Verbindungswand zum Verbinden zwei zweiter Stützabschnitte zweier nebeneinander angeordneter Stützeinrichtungen umfasst. Der Kit kann ferner zumindest zwei Seitenwände und/oder zumindest zwei Querverbindungselemente umfassen. Der Kit besteht insgesamt aus relativ wenigen Teilen, welche einfach und schnell z. B. mittels Nietverbindungen und/oder Bohrschrauben miteinander verbunden werden können.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Solarmodulanordnung,
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2 eine Seitenansicht gemäß 1,
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3 eine Explosionsansicht einer Vorrichtung zum Abstützen von Solarmodulen gemäß den 1 und 2,
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4 eine zweite Solarmodulanordnung,
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5 eine Seitenansicht gemäß 4 und
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6 eine weitere Explosionsansicht der Vorrichtung zum Abstützen von Solarmodulen gemäß den 1 bis 3.
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Bei der in den 1 und 2 gezeigten ersten Solarmodulanordnung sind drei Stützeinrichtungen 1 in paralleler Ausrichtung zueinander angeordnet. Wie insbesondere in Zusammensicht mit 3 ersichtlich ist, weist jede der Stützenrichtungen 1 ein 4-Kantrohr 2 auf, an dem mehrere Stützprofile 3 angebracht sind. Die vorzugsweise aus einem gekanteten Aluminiumblech hergestellten Stützprofile 3 weisen jeweils einen langen ersten Stützabschnitt 4 und einen davon sich in einem Winkel von vorzugsweise 70° bis 110° erstreckenden kurzen zweiten Stützabschnitt 5 auf. An den beiden freien Enden des ersten 4 und des zweiten Stützabschnitts 5 sind jeweils Befestigungslaschen 6 vorgesehen, welche im Wesentlichen formschlüssig das 4-Kantrohr 2 abschnittsweise umgreifen. Die Stützprofile 3 sind mittels die Befestigungslaschen 6 durchgreifenden Nietverbindungen mit dem 4-Kantrohr 2 verbunden.
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Mit dem Bezugszeichen 7 ist eine, z. B. aus einem Aluminiumblech hergestellte, Verbindungswand bezeichnet. Die Verbindungswand 7 ist an den zweiten Stützabschnitten 5 zweier nebeneinander angeordneter Stützeinrichtungen 1 angebracht und stellt damit eine Verbindung zwischen den Stützeinrichtungen 1 her.
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Seitenwände 8, welche ebenfalls aus einem Aluminiumblech gebildet sein können, überdecken einen dreieckigen Durchbruch, der durch das am 4-Kantrohr 2 angebrachte Stützprofil 3 gebildet ist. Die Seitenwände 8 können ebenfalls mittels einer Nietverbindung mit den Stützprofilen 3 verbunden sein.
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Mit dem Bezugszeichen 9 sind im 4-Kantrohr 2 vorgesehene Durchbrüche zum Durchführen von Anschlusskabeln für auf den ersten Stützabschnitten 4 abgestützte Solarmodule 10 bezeichnet. Die Solarmodule 10 sind z. B. mittels (hier nicht gezeigter) Befestigungsmittel an den ersten Stützabschnitten 4 klemmend gehalten. Dabei sind die Befestigungsmittel mittels Schraubverbindungen mit in den ersten Befestigungsabschnitten 4 vorgesehenen Einpressmuttern (hier nicht gezeigt) verbunden.
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Bei der in den 4 und 5 gezeigten zweiten Solarmodulanordnung ist am Stützprofil 3 ein Ergänzungs-Stützprofil 11 angeschlossen, welches einen langen dritten Stützabschnitt 12 und einen kurzen vierten Stützabschnitt 13 aufweist. Ein Winkel zwischen dem dritten 12 und dem vierten Stützabschnitt 13 entspricht vorteilhafterweise dem Winkel, welchen der erste 4 und der zweite Stützabschnitt 5 einschließen. Das Ergänzungs-Stützprofil 11 ist so ausgestaltet, dass es im am 4-Kantprofil 2 montieren Zustand mit dem dritten Stützabschnitt 12 den ersten Stützabschnitt 4 geradlinig verlängert. Der dritte Stützabschnitt 12 ist dabei so ausgestaltet, dass darauf ein weiteres Solarmodul 10 abgestützt werden kann. Mit dem Ergänzungs-Stützprofil 11 kann in herstellungstechnisch besonders einfacher Weise eine weitere Stützeinrichtung 1' bereitgestellt werden, mit der zwei Solarmodule 10 unmittelbar aufeinanderfolgend in einem vorgegebenen Anstellwinkel von beispielsweise 10° bis 30° bezüglich des 4-Kantrohrs 2 abgestützt werden können. Auch bei der aus den weiteren Stützeinrichtungen 1' gebildeten Vorrichtung können – ähnlich wie bei der in 1 und 2 gezeigten ersten Solarmodulanordnung – Verbindungswände 7 und Seitenwände 8 vorgesehen sein. Die Verbindungswände 7 und die Seitenwände 8 weisen Wind ab und verhindern damit ein Abheben der Vorrichtung.
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Zur weiteren Stabilisierung können Querverbindungselemente (hier nicht gezeigt) vorgesehen sein, welche die 4-Kantrohre 2 miteinander verbinden und sich etwa senkrecht zu deren Erstreckungsrichtung erstrecken. Bei den Querverbindungselementen kann es sich um Kantbleche oder weitere 4-Kantrohre handeln, welche wiederum zweckmäßigerweise mittels einer Nietverbindung mit den 4-Kantrohren 2 verbunden sind.
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Wie insbesondere aus 3 ersichtlich ist, besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus relativ wenigen Teilen. Zur Montage ist es lediglich erforderlich, die Stützeinrichtungen 1, 1' im Wesentlichen parallel zueinander auszurichten und zunächst mittels der Verbindungswände 7 miteinander zu verbinden. Das kann mittels Nietverbindungen relativ schnell und einfach durchgeführt werden. Nachfolgend können die Solarmodule 10 montiert werden. Zur weiteren Erleichterung der Montage können Anschlusskabel (hier nicht gezeigt) bereits vorkonfektioniert durch die 4-Kantrohre 2 und die Durchbrüche 9 hindurchgeführt sein. Zur Verbindung der Anschlusskabel mit den Solarmodulen 10 kann eine Steckverbindung vorgesehen sein. Nach der Anbringung der Seitenwände 8, welche ebenfalls mit einer Nietverbindung erfolgen kann, ist die Montage der Solarmodulanordnung bereits fertiggestellt.
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6 zeigt eine weitere Explosionsdarstellung der Vorrichtung gemäß den 1 bis 3.
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Wie aus 6 ersichtlich ist, weisen die an den Enden der Stützprofile 3 vorgesehenen Befestigungsabschnitte Befestigungslaschen 6 sowie Durchbrüche zum Durchführen von Befestigungsmitteln in Schenkeln der U-profilartig ausgestalteten Stützprofile 3 auf. Am befestigungsseitigen Ende des ersten Stützabschnitts 4 sind als Blechlaschen 14 ausgebildete Stützelemente vorgesehen, welche sich vom ersten Stützabschnitt 4 erstrecken. Mit dem Bezugszeichen 15 sind Klemmelemente bezeichnet, welche nach Bedarf auf den ersten Stützabschnitten 4 montiert werden können. Solche Klemmelemente 15 werden auf den Stützprofilen 3 derjenigen Stützeinrichtungen 1 montiert, welche nebeneinander zwei Solarmodule 10 abstützen. Mit dem Bezugszeichen 16 sind weitere Klemmelemente bezeichnet, welche ebenfalls auf den ersten Stützabschnitten 4 der Stützprofile 3 nach Bedarf montiert werden können. Die weiteren Klemmelemente 16 dienen der klemmenden Halterung der Solarmodule 10, wenn dort lediglich ein Solarmodul 10 abgestützt wird, d. h. die Stützeinrichtung 1 als randliche Stützeinrichtung verwendet wird.
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Steckelemente 17, welche beispielsweise nach Art eines U-Profils ausgestaltet sein können, dienen der Längsverbindung der 4-Kantrohre 2. Dabei kann eine Verbindung zwischen den 4-Kantrohren 2 mittels der Steckelemente so ausgestaltet sein, dass zwischen den 4-Kantrohren 2 eine Dehnungsfuge verbleibt, mittels derer temperaturbedingte Längenänderungen der 4-Kantrohre 2 kompensiert werden können. An einer dem Stützprofil 3 abgewandten Unterseite der 4-Kantrohre 2 sind, vorzugsweise aus EPDM hergestellte, Gummielemente 18 angebracht, welche einen weitgehend vollflächigen Kontakt der Stützeinrichtung 1 mit einer Unterlage gewährleisten. – Anstelle der Gummielemente 18 können auch tellerartige Füße vorgesehen sein, welche die auf das Dach wirkende Last verteilen. Solche tellerartigen Füße können beispielsweise aus tiefgezogenem Aluminium hergestellt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stützeinrichtung
- 1'
- weitere Stützeinrichtung
- 2
- 4-Kantrohr
- 3
- Stützprofil
- 4
- erster Stützabschnitt
- 5
- zweiter Stützabschnitt
- 6
- Befestigungslasche
- 7
- Verbindungswand
- 8
- Seitenwand
- 9
- Durchbruch
- 10
- Solarmodul
- 11
- Ergänzungs-Stützprofil
- 12
- dritter Stützabschnitt
- 13
- vierter Stützabschnitt
- 14
- Stützelement
- 15
- Klemmelement
- 16
- weiteres Klemmelement
- 17
- Verbindungselement
- 18
- Gummielement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202008000528 U1 [0002]
