DE202011005371U1

DE202011005371U1 - Vorrichtung zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind

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Publication number: DE202011005371U1
Application number: DE202011005371U
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Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-04-16
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2021-04-17
Also published as: DE202011107134U1; DE102011015399A1

Abstract

Vorrichtung zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtransports des Schnees mittels die Dachoberflächen (14) beziehungsweise auf diesen gegebenenfalls horizontal installierten Solarkollektoren (13) von mehreren unmittelbar darüber befindlichen, nebeneinander angeordneten, zwangsgeführten, synchronisierten, den Schnee aufnehmenden, vorzugsweise von elektromechanischen Mitteln (1, 2, 17) bewegten Förderbändern (3), die den auf ihnen zum Liegen kommenden Schnee (10) zeitnah, ohne schädliche Ansammlungen zuzulassen, über die Dachkanten abtransportieren und die so strukturiert und gesteuert sind, dass sie nach Beendigung des Schneefalls den ungehinderten Lichteinfall auf die gegebenenfalls auf den Dachoberflächen befindlichen Solarkollektoren (13) ermöglichen.

Description

Stand der Technik
Flachdächer bieten gute Voraussetzungen zur Installation von Vorrichtungen zur Energiegewinnung mit erneuerbaren Energien. Die Installation von Solarkollektoren und Photovoltaikmodulen auf Flachdächern bietet sich sowohl aus ökologischen wie auch aus Kostengründen an, da keine Bodenflächen versiegelt werden müssen und in den Gebäuden meist die Schnittstellen zu den Energieversorgungssystemen vorhanden sind.
Dachintegrierte Systeme der Photovoltaik auf Flachdächern werden künftig an Bedeutung gewinnen. Hierbei sind die energieerzeugenden Elemente mit der Abdichtungsbahn verbunden. Die Gebäudeausrichtung spielt bei dieser Art der Energieerzeugung keine Rolle.
Problematisch in doppelter Hinsicht sind jedoch Schneebedeckungen. Zum einen werden die strom- beziehungsweise wärmeerzeugenden Flächen abgedunkelt und sind damit wirkungslos, zum anderen können zu hohe Schneelasten Schäden an den Energiesystemen sowie an den Gebäuden hervor rufen, bis hin zu Dacheinstürzen.
Sperrungen von Gebäuden und aufwendige Schneeräumaktionen können hohe Kosten verursachen.
Der Schnee wird bei zu hohen statischen Belastungen manuell mit konventionellen Mitteln wie Schneeschiebern und Schaufeln entfernt.
Eine praktikable automatisierte Lösung, die schädliche Schneeansammlungen auf horizontalen Dachflächen und den gegebenenfalls auf diesen installierten Solarkollektoren oder Photovoltaikmodulen verhindert und die ein ausreichendes Maß an Funktionssicherheit bei extremen wetterbedingten Belastungen wie beispielsweise Sturm und gefrierenden Regen bietet. ist nicht bekannt.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu entwickeln, die schädliche Schneeansammlungen auf horizontalen Dachflächen und den gegebenenfalls auf diesen installierten Solarkollektoren oder Photovoltaikmodulen verhindert und die ein ausreichendes Maß an Funktionssicherheit bei extremen wetterbedingten Belastungen wie beispielsweise Sturm und gefrierenden Regen bietet.
Die Aufgaben werden mit den erfindungsgemäßen Merkmalen des 1. Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Vorrichtung zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, besteht aus die Dachoberfläche beziehungsweise auf dieser gegebenenfalls horizontal installierter Solarkollektoren oder Photovoltaikmodulen überspannender, den Schnee aufnehmender, vorzugsweise von elektromechanischen Mitteln bewegter Förderbänder.
Der auf den Förderbändern auf zum Liegen kommenden Schnee wird von diesen zeitnah, ohne schädliche Ansammlungen zuzulassen, über die Dachkanten abtransportiert.
Die Förderbänder sind so strukturiert und gesteuert, dass sie bei Beendigung des Schneefalls den ungehinderten Lichteinfall auf die gegebenenfalls auf den Dachflächen befindlichen Solarkollektoren oder Photovoltaikmodulen ermöglichen.
Anhand von Zeichnungen wird die Vorrichtung zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, in einer bevorzugten Ausführung näher erläutert
Es zeigen:
1 Oberflächenstrukturierung des Förderbands
2 Antrieb des Förderbands anhand des Längsschnitts eines auf der Dachoberfläche positionierten Förderbands
3 Überdeckung anhand der Draufsicht auf die das Dach überdeckende Anordnung mehrerer Förderbänder bei Schneefall
4 Überdeckung anhand der Draufsicht auf die das Dach überdeckende Anordnung mehrerer Förderbänder ohne Schneefall
5 Zwangsführung des Förderbands mittels Nuten
6 Zwangsführung des Förderbands mittels passiver und aktiver Tragrollen
7 Zwangsführung des Förderbands mittels passiver Tragrollen
In 1 wird die prinzipielle Oberflächenstruktur des Förderbands 3 aufgezeigt, das aus drei unterschiedlich strukturierten Bandabschnitten besteht:
Dies sind ein bedeckter Bandabschnitt 4, auf dem der Schnee auftrifft und zum Liegen kommt und der aus dünnem, ausreichend zugbelastbarem, hochflexiblem, temperaturbeständigem und wasserabweisendem Material besteht, beispielsweise aus gewebeverstärktem Kunststoff.
Der zweite Bandabschnitt des Förderbands 3 ist ein offener Bandabschnitt 5, der, ebenso wie der bedeckte Bandabschnitt 4, von einem dritten Bandabschnitt beidseitig längsseitig begrenzt wird: dem verstärktem Randbereich 6.
Der verstärkte Randbereich 6 ist so strukturiert, dass er höhere Zugkräfte als der bedeckte Bandabschnitt 4 aufnehmen kann. Dies kann vorzugsweise durch verstärkte Gewebeeinlagen erreicht werden.
In 2 wird der Antrieb des Förderbands 3 anhand des Längsschnitts eines auf der Dachoberfläche über einem Solarkollektor 13 positionierten Förderbands 3 dargestellt.
Das Förderband 3 ist mit seinen Enden an den sich gegenüberliegenden elektromechanischen Bandspulvorrichtungen 1; 2 befestigt, die wiederum mittels Verbindungselementen 8 mit der Dachkonstruktion 7 fest verbunden sind.
Die Antriebe der elektromechanischen Bandspulvorrichtungen 1, 2 sind vorzugsweise Trommelmotoren, die am Markt in robusten, staub- und wasserdichten Ausführungen erhältlich sind.
Das Förderband 3 hat mindestens die 2,5 fache Länge des Abstands zwischen der elektromechanischen Bandspuleinrichtung der linken Dachkante 1 und der elektromechanischen Bandspuleinrichtung der rechten Dachkante 2, wobei der offene Bandabschnitt 5 die einfache Länge besitz und ausschließlich auf einer der beiden elektromechanischen Bandspulvorrichtungen 1; 2, aufgespult wird, während der bedeckte Bandabschnitt 4, der mindesten die 1,5 fache Länge des Abstands zwischen den beiden elektromechanischen Bandspulvorrichtungen 1; 2 hat, auf der gegenüberliegenden elektromechanischen Bandspulvorrichtung 1; 2 aufgespult wird.
Wird eine der beiden elektromechanischen Bandspulvorrichtungen 1; 2 angetrieben, befindet sich die jeweils andere im Freilauf.
Wird nun, beispielsweise sensorisch, Schneefall festgestellt, so wird das Förderband 3 in die Position gebracht, die eine totale Überdeckung der Dachoberfläche 14 mittels dem bedeckten Bandabschnitt 4 erzeugt. Gleiches geschieht mit den zum Förderband 3 parallel angeordneten Förderbändern, die synchron zum Förderband 3 bewegt werden, so dass ein Schema der Überdeckung der gesamten Dachoberfläche 14 entsprechend der 3 entseht.
Diejenige der beiden Bandspulvorrichtungen 1; 2, auf der bereits der offene Bandabschnitt 5 aufgespult ist, spult nun zusätzlich einen Teil des bedeckten Bandabschnitts 4 auf, beginnend mindestens von der Mitte des Abstands zwischen den beiden Bandspulvorrichtungen 1; 2, wobei der auf diesem bedeckten Bandabschnitt 4 liegende Schnee 10 in Richtung Dachkante 11 abtransportiert wird.
Abstreifer 9 verhindern das Ankleben von Schneeresten am Förderband 3 während dessen Aufspulung
Nachdem somit der Schnee von mindestens der Mitte des Abstands zwischen beiden elektromechanischen Bandspulvorrichtungen 1; 2 über die jeweilige Dachkante entsorgt wurde, wird der Antrieb derjenigen, für diesen ersten Verfahrensschritt aktiven elektromechanischen Bandspulvorrichtungen 1; 2 deaktiviert und erhält Freilaufstatus, während die gegenüber liegende elektromechanische Bandspulvorrichtung 1; 2 aktiviert wird und die gleiche Länge des bedeckten Bandabschnitts 4, der im ersten Verfahrensschritt aufgespult wurde, wieder zurückgespult. Der auf dem bedecktem Bandabschnitt 4 liegende Schnee 10 wird nun über die gegenüberliegende Dachkante 11 entsorgt.
Das Förderband 3 mit seinem bedecktem Bandabschnitt 4 wird intermittierend richtungswechselnd so lange betrieben, wie Schnee fällt. Eine schädliche Schneeansammlung auf dem Förderband 3 und den parallel angeordneten, synchron betriebenen Förderbändern ist somit ausgeschlossen
Wird, beispielsweise sensorisch, das Ende des Schneefalls festgestellt, wird durch Positionierung des offenen Bandabschnitts 5 über den gegebenenfalls auf der Dachoberfläche 14 befestigten Solarkollektoren 13 durch das Aufspulen des kompletten bedeckten Bandabschnitts 4 und damit zwangsläufiger Abspulung des offenen Bandabschnitts 5 mittels der elektromechanische Bandspulvorrichtungen 1; 2, die gegenüber der mit dem aufgespulten offenem Bandabschnitt 5 liegt, der freie Lichteinfall auf die Dachoberfläche 15 beziehungsweise die darauf befestigten Solarkollektoren 13 gewährleistet.
Gleiches geschieht mit den zum Förderband 3 parallel angeordneten Förderbändern, die sich synchron zum Förderband 3 bewegen, so dass ein Schema der Überdeckung der gesamten Dachoberfläche 14 beziehungsweise der darauf befestigten Solarkollektoren 13 mit dem offenen Bandabschnitt 5 entsprechend der 4 entseht.
Um ein ausreichendes Maß an Funktionssicherheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei extremen wetterbedingten Belastungen, beispielsweise Sturm und gefrierenden Regen, zu gewährleisten, sind technische Mittel erforderlich, beispielsweise die in den 5, 6 und 7 dargestellten Mittel zur Zwangsführung 15, 17, 19 des Förderbands 3.
Durch die Zwangsführungen der Förderbänder 3 werden diese zum einen fixiert, zum anderen wird verhindert, dass schädlicher Wind unter die Förderbänder 3 gelangt.
Generell richten sich die geometrische Dimensionierung und strukturelle Beschaffenheit der Förderbänder 3, die Dimensionierung der elektromechanischen Bandspulvorrichtungen 1, 2 und die Auswahl des Mittels zur Bandführung 15, 17, 19 nach den speziellen Gegebenheiten der Dachoberflächen 14.
Die Mittel zur Bandführung 15, 17, 19, die fest mit der Dachkonstruktion 7 verbunden sind, sind geometrisch so gestaltet, dass auftreffender Schnee sich nicht darauf ansammeln kann, sondern infolge seiner Schwerkraft auf die Förderbänder 3 rutscht.
Bei kleineren Dachflächen, die zur Schneebeseitigung kurze Förderbänder 3 erfordern, ist bevorzugt die Mittel zur Bandführung mit Nuten 15 anzuwenden, bei denen die Zugkraft der elektromechanischen Bandspulvorrichtungen 1, 2 ausreicht, die Förderbänder 3 zu bewegen.
Bei größeren Dachflächen, die zur Schneebeseitigung lange Förderbänder 3 benötigen, sind bevorzugt Mittel zur Bandführung mit aktiven Tragrollen 17 anzuwenden. Die Längsbewegung der Förderbänder 3 wird dabei von mindestens einem, zwischen den elektromechanischen Bandspulvorrichtungen 1, 2 positioniertem Mittel zur Bandführung mit aktiven elektromotorischen Tragrollen 17 unterstützt.
Die in 7 dargestellte Anordnung zeigt das Mittel zur Bandführung mit passiven Tragrollen 19, das sowohl in Kombination mit den Mitteln zur Bandführung mit Nuten 15 als auch den Mitteln zur Bandführung mit aktiven elektromotorischen Tragrollen 17 angewendet werden kann. Es dient neben der Führung des Förderbands 3 auch zu dessen Fixierung, um das Förderband 3 auch bei windbedingten Sogwirkungen in seiner Position zu halten.
Die elektromechanischen Bandspulvorrichtungen 1, 2 und die Mittel zur Bandführung mit aktiven elektromotorischen Tragrollen 17 sind, vorzugsweise sensorisch, synchronisiert, so dass Verwerfungen der Förderbänder 3 ausgeschlossen sind.
Um die erforderliche Haftreibungskraft zwischen Förderband 3 und aktiver elektromotorischer Tragrolle 18 herzustellen, wird das Förderband 3 von einer darüber liegenden oberen passiven Andruckrolle 19 mittels Federkraft gegen die aktive elektromotorische Tragrolle 18 gedrückt.
Die aktiven elektromotorischen Tragrollen 18, die unteren passiven Tragrollen 21 und die oberen passiven Andruckrollen 20 sind mittels Rollenbefestigung 22 fest mit dem Mittel zur Bandführung mit aktiven elektromotorischen Tragrollen 17 und dem Mittel zur Bandführung mit passiven Tragrollen 19 verbunden.
Bezugszeichenliste

1: elektromechanische Bandspulvorrichtung für linke Dachkante
2: elektromechanische Bandspulvorrichtung für rechte Dachkante
3: Förderband
4: bedeckter Bandabschnitt
5: offener Bandabschnitt
6: verstärkter Randbereich
7: Dachkonstruktion
8: Verbindungselement der elektromechanischen Bandspulvorrichtung mit der Dachkonstruktion
9: Abstreifer
10: auf dem Förderband liegender Schnee
11: Abtransportrichtung des Schnees über die Dachkanten
13: Solarkollektor
14: Dachoberflächen
15: Mittel zur Bandführung mit Nuten
16: Bandführungsnut
17: Mittel zur Bandführung mit aktiven elektromotorischen Tragrollen
18: aktive elektromotorische Tragrolle
19: Mittel zur Bandführung mit passiven Tragrollen
20: obere passive Andruckrollerolle
21: untere passive Tragrolle
22: Rollenbefestigung

Claims

Vorrichtung zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtransports des Schnees mittels die Dachoberflächen (14) beziehungsweise auf diesen gegebenenfalls horizontal installierten Solarkollektoren (13) von mehreren unmittelbar darüber befindlichen, nebeneinander angeordneten, zwangsgeführten, synchronisierten, den Schnee aufnehmenden, vorzugsweise von elektromechanischen Mitteln (1, 2, 17) bewegten Förderbändern (3), die den auf ihnen zum Liegen kommenden Schnee (10) zeitnah, ohne schädliche Ansammlungen zuzulassen, über die Dachkanten abtransportieren und die so strukturiert und gesteuert sind, dass sie nach Beendigung des Schneefalls den ungehinderten Lichteinfall auf die gegebenenfalls auf den Dachoberflächen befindlichen Solarkollektoren (13) ermöglichen.
Vorrichtung zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (3) aus einem bedecktem Bandabschnitt (4), einem offenem Bandabschnitt (5) und zwei gegenüberliegenden, beide Bandabschnitte (4; 5) längsseitig begrenzenden zugverstärkten Randbereichen (6) besteht und dass das Förderband (3) an seinen beiden Enden mit den sich gegenüber liegenden, mit der Dachkonstruktion (7) fest verbundenen elektromechanischen Bandspulvorrichtungen für linke (1) und für rechte (2) Dachkanten so befestigt ist, dass es auf diesen auf- und ab gespult werden kann.
Vorrichtung zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, nach Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Schnee auf dem bedeckten Bandabschnitt (4) zum Liegen kommt, der intermittierend richtungswechselnd, angetrieben von den elektromechanischen Bandspulvorrichtungen der linken (1) und rechten (2) Dachkanten jeweils soweit auf- beziehungsweise abgespult wird, dass der Schnee schwerkraftbedingt über die Dachkanten hinaus nach unten fällt.
Vorrichtung zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, nach Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung des Schneefalls von einer der beiden elektromechanischen Bandspulvorrichtungen für die linke (1) und die rechte Dachkanten (2) der komplette bedeckte Bandabschnitt (4) aufgespult und zugleich von der anderen, gegenüber liegenden Bandspulvorrichtung für die linke (1) und die rechte (2) Dachkanten der offene Bandabschnitt (5) abgespult und unmittelbar über der Dachoberfläche (14) oder den gegebenenfalls darüber befestigten Solarkollektoren (13) positioniert wird und den freien Sonnenlichteinfall auf diese gewährleistet.
Vorrichtung zur Verhinderung von Schhneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (3) zwischen den elektromechanischen Bandspulvorrichtungen linke (1) und rechte (2) Dachkanten zwangsgeführt wird.
Vorrichtung zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsführung optional oder miteinander kombiniert durch Mittel zur Bandführung mit Nuten (15), durch Mittel zur Zwangsführung mit aktiven elektromotorischen Tragrollen (17) und durch Mittel zur Bandführung mit passiven Tragrollen (19) erfolgen kann und dass diese geometrisch so gestaltet sind, dass eine Schneeansammlung auf ihren Oberflächen ausgeschlossen ist.
Vorrichtung zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, nach Ansprüchen 5 und 6 dadurch gekennzeichnet, dass das die Längsbewegung der Förderbänder (3) von mindestens einem, zwischen den elektromechanischen Bandspulvorrichtungen (1, 2) positioniertem Mittel zur Bandführung mit aktiven elektromotorischen Tragrollen (17) unterstützt wird, wobei die verstärkten Randbereiche des Förderbands (3) von der oberen passiven Andruckrolle (20) mittels Federkraft dermaßen gegen die aktive elektromotorische Tragrolle (20) gepresst wird, dass die für eine schlupflose Kraftübertragung erforderliche Haftreibungskraft erzeugt wird.
Vorrichtung zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, nach Ansprüchen 5 und 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bandführung mit passiven Tragrollen (19) der Fixierung des Bandes in seiner Führungsposition dient, wobei die verstärkten Randbereiche des Förderbands (3) von der oberen passiven Andruckrolle (20) mittels Federkraft gegen die untere passive Tragrolle (21) gepresst wird.
Vorrichtung zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, nach Ansprüchen 5 und 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Verfahrensablaufs vorzugsweise elektronisch über die sensorische Erkennung von Niederschlag und Temperatur erfolgt, aber auch manuell realisiert werden kann
Vorrichtung zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, nach Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass deren Anwendung außerhalb von Dachflächen bei horizontal angeordneten Solarkollektoren (13), auch zu deren Schutz vor Sand- und Staubbelastungen, möglich ist.