DE202011103057U1

DE202011103057U1 - Montagesystem zur Aufdach-, Fassaden-, Flachdach- und Freilandmontage von Photovoltaikmodulen oder Solarthermiekollektoren

Info

Publication number: DE202011103057U1
Application number: DE202011103057U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Folta Enrico De
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2011-11-21
Anticipated expiration: 2021-07-13

Abstract

Montagesystem (1) zur Aufdach-, Fassaden-, Flachdach- und Freilandmontage von Photovoltaikmodulen oder Solarthermiekollektoren (2 bzw. 3), die einen umlaufenden Metallrahmen besitzen, mittels Form- und Kraftschluss bewirkender Klemm- und Verbindungselemente, die in Wirkverbindung mit Metallprofilen (16) stehen, auf denen die vorgenannten Module bzw. Kollektoren aufgelagert sind, gekennzeichnet dadurch, dass das Montagesystem (1) zur Befestigung von in einer oder in mehreren Reihen neben- und/oder übereinander auf einem Hartdach bzw. einem hölzernen Tragegerüst angeordneten Photovoltaikmodule oder Solarthermiekollektoren (2 bzw. 3) ausgelegt ist, wobei zur Befestigung an den Längsseiten von außen platzierten Modulen bzw. Kollektoren einseitig angreifende und zur Befestigung zwischen den Photovoltaikmodulen oder Solarthermiekollektoren (2 bzw. 3) zweiseitig angreifende Montagesets (5) vorhanden sind, bestehend aus einer Stockschraube (6), einem Winkelprofil (9) mit mindestens einem über eine Schlüsselschraube (8) bewegbaren Gleitstein (10), der in eine erste Aussparung (20) eines doppelt U-förmig ausgebildeten Metallprofils (16) einführbar ist, das die Auflage für ein Photovoltaikmodul oder für einen...

Description

Die Erfindung betrifft ein Montagesystem zur Aufdach-, Fassaden-, Flachdach- und Freilandmontage von Photovoltaikmodulen oder Solarthermiekollektoren, die einen umlaufenden Metallrahmen besitzen in einer neuartigen Kombination mit zum Teil Sonderleichtmetallprofilen und klemm- sowie verschraubbarer Verbindungsmittel.
Das Montagesystem ist während der Eindeckung des Montageortes sowie auch, insbesondere nachträglich zur Befestigung der vorbezeichneten Module oder Kollektoren nutzbar.
Dem bekannten Stand der Technik gemäß existieren eine Vielzahl von Befestigungslösungen, Photovoltaikmodule oder Solarthermiekollektoren auf entsprechenden Dächern mit einer für den Kollektoraufbau geeigneten Neigung aufzubauen.
Nachfolgend soll auf einige dieser Lösungen beispielhaft eingegangen werden.
Nach WO 2009 1 092 401 A2 wird ein Solarmodul-Befestigungssystem vorgeschlagen, bei dem ein stationär angebrachter und ein beweglich gelagerter Träger ein Solarmodul halten. Hier kann schrauben- und werkzeuglos ein auf der Rückseite eines Solarmoduls angebrachtes Gegenprofil in einen auf dem Dach beweglichen Träger eingeschoben werden, wobei beide Elemente paarweise vorliegen. Die haltbare Verbindung zwischen den Profilen wird mittels Formschluss der ineinandergreifenden Profile erreicht.
In WO 2008/154 980 A2 ist ein Solarmodul-Montagesystem genannt, das insbesondere für rahmenlose Solarmodule Anwendung findet. An gegenüberliegenden Kanten eines Solarmoduls werden vor der Dachmontage sofort Kantenschutzelemente, die als U-förmige mit ineinanderliegender Versteifung ausgeführte Gummielemente sind, aufgesetzt, sodass dann in bekannte auf Dachlattungen angebrachten H-förmigen metallischen Trägern die derartig kantengeschützten Solarmodule eingeschoben werden können. Eine am Kantenschutzelement des kürzeren Schenkels ausgebildete Dichtlippe sorgt dafür, dass keine Feuchtigkeit bzw. kein Niederschlag in das Kantenschutzelement eindringen kann.
Mit WO 2010/006 735 A2 existiert der Vorschlag einer Befestigungsstruktur für ein großflächiges Solarmodul. Hier greifen an der Rückseite eines Solarmoduls oder eines Trägers angebrachte Halteprofile durch Formschluss in wenigstens paarweise vorhandene Aufnahmeprofile ein, wobei durch eine definierte elastische Verformung, insbesondere der Aufnahmeprofile, ein Formschluss mit Kraftschluss kombiniert wird.
WO 2008/132 031 A1 bietet eine Montage von Solarmodulen in ein Schrägdach an, wobei Wert auf eine gefällige Integration in ein Dach gelegt wird und die Lösung auch montagefreundlich sein soll. Der eine Solarzelle umgebende Rahmen besteht hier aus zwei seitlichen Rahmenelementen sowie einem. oberen und einem unteren Rahmenelement. Die vier Rahmenelemente sind so miteinander verbunden, dass die langen Seiten mit der Solarzelle einen rechten Winkel einschließen, wobei das obere Rahmenelement einen derart nach unten vorstehenden Abschnitt aufweist, dass dieser einen Halt des Solarmoduls an einer Dachlatte bei einem schrägen Dach ermöglicht.
Die beispielartig dargelegten Lösungen des Standes der Technik besitzen, jede für sich gesehen, ihre Berechtigung; sie sind mehr oder weniger kompliziert zu beherrschen und lassen nicht erkennen, inwiefern mechanischen Kräften, z. B. durch Windlast hervorgerufen, auf Dauer widerstanden werden kann. Diese Frage gilt es kompromisslos zu beantworten.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, durch Form- und Kraftschluss bewirkende Klemm-, Verbindungselemente und in speziellen doppelt U-förmig gestalteten Metallprofilen verschiebbaren und den Abständen von Dachsparren anpassbaren Montagemitteln eine umkompliziert handelbare und gegen Windangriff widerstandsfähige Befestigung für Photovoltaikmodule bzw. Solarthermiekollektoren mit umlaufendem Metallrahmen vorzuschlagen und, welche bei der Konzeption von Fassaden- oder freistehenden Anlagen mit hölzernem Tragegerüst die vorgenannten Module bzw. Kollektoren auf Dauer sicher in ihrer Lage hält.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruches 1 im Zusammenwirken mit den Merkmalen im Oberbegriff. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 dargelegt.
Das Montagesystem ist für die Halterung von Photovoltaikmodulen oder Solarthermiekollektoren vorgesehen, die einen metallischen Rand besitzen, damit dort ein metallisches Halteelement eines Montagesets des Montagesystems unter Form- und Kraftschluss anbringbar ist. Die Montagesets sind für eine einseitige bzw. eine zweiseitige Anbringung an Modulen bzw. Kollektoren vorgesehen. Das einseitige, jeweils außen an den Längsseiten, zu Beginn oder am Ende einer Reihe zu montierender Module oder Kollektoren bzw. an den äusseren Modulen oder Kollektoren der einzelnen Reihen eines Modul- oder Kollektorfeldes. Das zweiseitige befindet sich zwischen benachbarten Modulen oder Kollektoren, die in einer Reihe untereinander zu fixieren sind.
Das ein- bzw. zweiseitige Montageset ist prinzipiell ähnlich aufgebaut, wobei ein definiert langes Winkelprofil schraubbare Verbindungselemente in Form von einer oder von zwei Schlüsselschrauben mit metrischem Gewinde und eine mit metrischem und Holzgewinde versehene Stockschraube trägt. An jeweils einer Schlüsselschraube, die durch eine Bohrung des Winkelprofils geführt ist, befindet sich ein Gleitstein mit rechteckigem Querschnitt, der eine mit Innengewinde versehene Bohrung für die Schlüsselschraube aufweist.
Jeder Gleitstein zeigt jeweils einmal an zwei diagonal gegenüberliegenden Seiten an seiner einen Aussenkante eine sägezahnförmige Ausnehmung auf, wobei die zweite derartige Ausnehmung mittels eines Steges vertikal nach außen geführt ist. Diese Kantenausbildung hat den Sinn, dass der noch lose Gleitstein in die adäquate Aussparung eines Metallprofils horizontal, verschiebbar und vertikal einführbar ist und nach Erreichen seiner vorbestimmten Lage über die Schlüsselschraube an Ausnehmungen im Innern der Aussparung des Metallprofils anpressbar und mittels der Schlüsselschraube durch ihre Selbstschneidung vor Ort in das Material der Ausnehmungen in der Aussparung fixierbar ist.
Eine derartige Montage sieht vor, dass die Metallprofile im Verlauf der langen oder kurzen Seiten eines Moduls oder eines Kollektors und unter diesem paarweise als dessen Auflagerung angeordnet sind, wobei in einer zweiten gegenläufig geöffneten Aussparung des Metallprofils ein weiterer wie vorbeschrieben, aber „über Kopf” stehender Gleitstein einführbar und im Zusammenwirken mit einem Halteprofil fest in diesem fixierbar ist, was bewirkt, dass das Halteprofil mit seinem Bund, der sich außen am Abschluss der/des Schenkel/-s desselben befindet, die metallische Randausbildung eines Moduls oder eines Kollektors umgreift und somit das Modul oder den Kollektor sicher in seiner Lage hält.
Die Bohrung am kurzen Schenkel des Halteprofils und die ihr gegenüberliegende Bohrung mit Innengewinde im entsprechenden Gleitstein ist geringeren Durchmessers im Vergleich zu der im Gleitstein, welcher zwischen dem Metallprofil und dem Winkelprofil einen festen Halt erzielen soll. Das Halteprofil kann als U-Profil mit zwei äußeren Bünden an den beiden Schenkeln oder als Winkelprofil mit einem Bund an dem entsprechenden Schenkel versehen sein. Die Länge der Schenkel entspricht der Höhe des Aufbaus eines Photovoltaikmoduls oder eines Solarthermiekollektors bis kurz über dessen oberen Abschluss.
Die Elemente des Montagesystems bestehen, ausgenommen die schraubbaren Verbindungsmittel, insbesondere aus Leichtmetall.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungen näher erläutert werden.
Dazu wird auf folgende Figuren zurückgegriffen:
1: Seitenansicht eines Kollektorfeldes von links
2: Draufsicht von oben auf bspw. vier mechanisch miteinander verbundenen Kollektoren
3: Seitenansicht eines einseitigen Montagesets für unteres Solarfeld, Einzelheit „X”
4: Seitenansicht eines zweiseitigen Montagesets für mittleres Solarfeld, Einzelheit „Y”
5: Seitenansicht eines einseitigen Montagesets für oberes Solarfeld, Einzelheit „Z”
6: Darstellung eines Gleitsteins in ein- oder zweiseitigem Montageset
Nach 1 ist eine stirnseitige Ansicht von mit einem Montagesystem 1 montierten Photovoltaikmodulen oder Solarthermiekollektoren 2 bzw. 3 dargestellt. Darin ist erkennbar, dass zwei unterschiedlich ausgebildete Montagesets, nämlich ein einseitiges und ein zweiseitiges Montageset 4, 5 die Kollektoren zu Beginn und Ende an einem Kollektor oder an einem Kollektorfeld außen bzw. die Kollektoren innerhalb einer Reihe oder eines Feldes miteinander mechanisch verbinden.
Die einzelnen Elemente der Montagesets 4, 5 werden in den 3 bis 6 näher dargestellt.
In 2 wird in einer Draufsicht von oben ein mit den Längsseiten seiner Kollektoren auf einer Dachfläche quer aufgelegtes Kollektorfeld, bestehend aus vier Photovoltaikmodulen oder Solarthermiekollektoren 2 bzw. 3, gezeigt. Daran wird deutlich, an welcher Position sich die ein- bzw. zweiseitigen Montagesets 4 bzw. 5 befinden.
Die 3 weist die Einzelheiten eines einseitigen Montagesets 4 auf, welches die Befestigung an der unteren Rahmenkante eines Kollektors oder an den Außenkanten der Längsseiten außenliegender Kollektoren realisiert. Das Montageset 7 ist spiegelverkehrt aufgebaut und es befindet sich daher an einer oberen Außenkante eines Kollektors bzw. an der Außenkante der in Richtung Dachfirst weisenden Außenkanten der Kollektoren eines Kollektorfeldes. Letztere spiegelverkehrte Ausbildung ist gemäß 5 zu sehen.
4 zeigt eine Verbindungsmöglichkeit benachbarter Module oder Kollektoren zwischen jeweils zweien in jeweils benachbarten Reihen eines aus mehreren Reihen bestehenden Modul- bzw. Kollektorfeldes.
Die Montagesets 4, 5 bzw. 7 bestehen aus den Elementen einer mit metrischem und nach einem Absatz, mit Holzgewinde versehenen Stockschraube 6, die mit einem definiert langen Winkelprofil 9 in kurzer oder verlängerter Ausbildung verbunden ist, einem bzw. zwei darauf aufliegenden Metallprofilen 16, die eine erste bzw. eine zweite in ihnen längsverlaufende Aussparung 20 bzw. 19 aufweisen, in welche Gleitsteine 10 bzw. 18 formschlüssig geführt sind, wobei der erste Gleitstein 10 über die Verschraubung mit einer Schlüsselschraube 8 mit seinen an ihm vorhandenen sägezahnförmigen Ausnehmungen 11 bzw. 12 an adäquate in der ersten Aussparung 20 pressbar ist und eine Vor-Ort-Verbindung mittels Selbstschnitt der Schlüsselschraube 8 in das Material im Innern des profilierten Metallprofils 16 ermöglicht wird. Die zweite nach oben geöffnete Aussparung 19 beinhaltet einen zweiten Gleitstein 18 gleicher Größe, entsprechend Gleitstein 10, der über eine weitere Verschraubung, z. B. einer Inbusschraube, mit einem Halteprofil 14 in Wirkverbindung steht. Das Halteprofil 14 ist entweder in Form eines U-Profils bzw. eines Winkel-Profils gestaltet. Es besitzt an seinem/seinen äußeren langen Schenkel/-n einen nach außen gerichteten Bund 15 (nicht näher dargestellt), der im montierten Zustand eines Montagesets 4, 5 bzw. 7 um die obere Außenkante eines Metallrahmens eines Photovoltaikmoduls oder Solarthermiekollektors greift.
Der erste und der zweite Gleitstein 10, 18 besitzen eine identische äußere Formgebung mit einer an ihnen in unterschiedlicher Weise angebrachten sägezahnförmigen Ausnehmung 11 bzw. 12. Sie sind in den Aussparungen 19, 20 des Metallprofils 16 in einer zueinander sich darstellenden „Über-Kopf-Position” eingesetzt.
Alle Metallelemente des Montagesets 1, außer die schraubbaren Verbindungsmittel, sind bevorzugt aus Leichtmetall gefertigt.
Es ist auch denkbar, dass die mit ihren Längsseiten quer zur Dachfläche ausgelegten Kollektoren des Modul- bzw. Kollektorfeldes auch um 90° gedreht montiert werden können.
Die Vorteile der Erfindung können darin gesehen werden:

– Das Montagesystem besteht aus wenigen, auch bereits vormontierbaren, Teilen von Montagesets.
– Wechselnde Windlasten bewirken keine Lockerung der Schraubverbindungen.
– Die Gestaltung der Befestigungselemente gestattet eine kostengünstige Massenproduktion.
– Die Montagetätigkeit erfordert keine Spezialkenntnisse.
– Die Montagesets sind vor Ort durch Verschiebung in den Metallprofilen an die Abstände im Dachgebälk anpassbar.

Bezugszeichenliste

1: Montagesystem
2: Photovoltaikmodul oder Solarthermiekollektor
3: Photovoltaikmodul oder Solarthermiekollektor
4: Montageset, einseitig
5: Montageset, zweiseitig
6: Stockschraube
7: Montageset, einseitig
8: Schlüsselschraube
9: Winkelprofil
10: erster Gleitstein
11: Ausnehmung, sägezahnförmig
12: Ausnehmung, sägezahnförmig
13: Steg
14: Halteprofil
15: Bund am Halteprofil (nicht näher dargestellt)
16: Metallprofil
17: Bohrung mit Innengewinde
18: zweiter Gleitstein
19: zweite Aussparung
20: erste Aussparung

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

WO 20091092401 A2 [0005]
WO 2008/154980 A2 [0006]
WO 2010/006735 A2 [0007]
WO 2008/132031 A1 [0008]

Claims

Montagesystem (1) zur Aufdach-, Fassaden-, Flachdach- und Freilandmontage von Photovoltaikmodulen oder Solarthermiekollektoren (2 bzw. 3), die einen umlaufenden Metallrahmen besitzen, mittels Form- und Kraftschluss bewirkender Klemm- und Verbindungselemente, die in Wirkverbindung mit Metallprofilen (16) stehen, auf denen die vorgenannten Module bzw. Kollektoren aufgelagert sind, gekennzeichnet dadurch, dass das Montagesystem (1) zur Befestigung von in einer oder in mehreren Reihen neben- und/oder übereinander auf einem Hartdach bzw. einem hölzernen Tragegerüst angeordneten Photovoltaikmodule oder Solarthermiekollektoren (2 bzw. 3) ausgelegt ist, wobei zur Befestigung an den Längsseiten von außen platzierten Modulen bzw. Kollektoren einseitig angreifende und zur Befestigung zwischen den Photovoltaikmodulen oder Solarthermiekollektoren (2 bzw. 3) zweiseitig angreifende Montagesets (5) vorhanden sind, bestehend aus einer Stockschraube (6), einem Winkelprofil (9) mit mindestens einem über eine Schlüsselschraube (8) bewegbaren Gleitstein (10), der in eine erste Aussparung (20) eines doppelt U-förmig ausgebildeten Metallprofils (16) einführbar ist, das die Auflage für ein Photovoltaikmodul oder für einen Solarthermiekollektor (2 bzw. 3) in paarweiser Ausführung jeweils in Ausrichtung zu deren Längsseiten bildet und einem U-förmigen oder winkligen Halteprofil (14), das auf der Oberseite um die Rahmenkante eines Photovoltaik- oder Solarthermiekollektors (2 bzw. 3) greift und, welches mit einem zweiten Gleitstein (18) in Wirkverbindung steht, der durch die Wirkung einer Verschraubung in einer zweiten Aussparung (19) des doppelt U-förmigen Metallprofils (16) fixierbar ist.
Montagesystem (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Gleitsteine (10 bzw. 18) einen rechteckigen Querschnitt besitzen und diagonal gegenüberliegend an zwei ihrer Seitenkanten zum einen eine sägezahnförmige Ausnehmung (11) und zum andern eine sägezahnförmige Ausnehmung (12) an einem vertikal sich fortsetzenden Steg (13) aufweisen und mit einer Gewindebohrung (17) versehen sind, in die eine Schlüsselschraube (8) mit metrischem Gewinde einschraubbar ist.
Montagesystem (1) nach Anspruch 1 bzw. 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Schlüsselschrauben (8) einen derartigen Durchmesser besitzen, dass die sägezahnförmigen Aussparungen (19 bzw. 20) der Metallprofile (16) mit denen an den Gleitsteinen (10 bzw. 18) angebrachten zum einen aufeinander pressbar sind und zum anderen durch den Selbstschnitt der Gewindegänge der Schlüsselschraube (8) in das Material der ersten Aussparung (20) der Metallprofile (16) eine sich nicht selbsttätig lösende Verbindung zwischen den einzelnen Elementen des Montagesystems (1) hergestellt ist.
Montagesystem (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Schlüsselschraube/-n (8) und die Stockschraube (6) in einem Winkelprofil (9) gehalten sind, welches im montierten Zustand unterhalb des Metallprofils/der Metallprofile (16) im Sinne eines Gegenlagers positioniert ist.
Montagesystem (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass in einer zweiten Aussparung (19) des Metallprofils (16) ein Gleitstein (8) und daran mit einer Schraubverbindung angeordnetes Halteprofil (14) in U- oder in Winkelform befestigbar ist, wobei außen und oben an den Schenkeln der Halteprofile (14) ein horizontal verlaufender Bund (15) vorgesehen ist, der den Metallrahmen eines Photovoltaikmoduls oder Solarthermiekollektors (2 bzw. 3) an dessen Oberseite umgreift.
Montagesystem (1) nach den Ansprüchen 1, 3 und 5, gekennzeichnet dadurch, dass die längsverlaufenden Aussparungen (19 bzw. 20) in dem Metallprofil (16) im Querschnitt quadratisch und gegenläufig geöffnet sind.
Montagesystem (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass alle mit dem Montagesystem (1), außer die schraubbaren Verbindungsmittel, in Verbindung stehenden Elemente, insbesondere aus Leichtmetall bestehen.