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Die Erfindung betrifft eine Montageprofilkombination, die Teil einer Befestigungskonstruktion für auf Dächern, insbesondere auf Schrägdächern, angeordnete Solarmodule ist, die von durch die Dachhaut geführten U-förmigen Auslegern gehalten werden.
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Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus
DE 20 2006 009 674 U1 , sind für die Befestigung solcher Ausleger Metallwinkel bekannt, die auf einer in der Regel hölzernen Dachunterkonstruktion zumeist mittels Schrauben befestigt werden. An dem aufragenden Schenkel eines solchen Winkels kann dann der Ausleger befestigt werden, an dem wiederum Träger für Solarpaneele befestigt werden können. Um Wind- und Schneelasten zuverlässig abfangen zu können, sind an die Knick- und Torsionsstabilität solcher Winkel hohe Ansprüche zu stellen. Bereits die
DE 20 2006 009 674 U1 offenbart Falzungen an allen Rändern des Winkels und zusätzliche Sicken für eine Erhöhung der Knickstabilität.
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Die
DE 20 2009 002 134 U1 offenbart einen Dachhalter für die Systemmontage von Solarmodulen, bei dem der in
DE 20 2006 009 674 U1 als Montageplatte oder Dachhalter bezeichnete Winkel modifiziert ist, indem die Schenkel des Winkels seitlich mittels Stützwänden verbunden sind und dadurch stabilisiert werden.
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Die
DE 20 2009 002 133 U1 offenbart ebenfalls einen dort als Dachhalter bezeichneten Winkel mit seitlichen Stützwänden und nach innen umgebogenen Rändern, aus denen zusammen mit den Stützwänden ein oben offener Kasten entsteht, dessen Knick- und Torsionsstabilität erhöht ist.
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Problematisch ist in allen erwähnten Fällen, der Herstellungsaufwand und die Materialwahl für die Ausführung derartig optimierter Winkel. Das in
DE 20 2006 009 674 U1 erwähnte Falzen ist ein Umformprozess mit entsprechendem Aufwand.
DE 20 2009 002 133 U1 erwähnt als bevorzugtes Material Edelstahl oder höherfeste Werkstoffe, wie Feinkornstahl, deren Verwendung mit entsprechenden Materialkosten einhergeht. Zwar werden auch Aluminiumdruckgussteile und sogar Aluminiumstrangpressteile als mögliche Elemente erwähnt, nicht jedoch, wie diese Teile, insbesondere die seitlichen Stützwände des Winkels montiert werden sollen. Bei der Verwendung von Edelstahl kann eine Umformung, also ein Hochklappen der zuvor in einer Ebene liegend produzierten Elemente mit anschließendem Setzen von Schweißpunkten am oberen Rand der hochgeklappten seitlichen Stützwände zielführend sein. Aluminiumteile sind für nachträgliche Umformungen weniger geeignet, könnten separat gefertigt und nachträglich miteinander verschraubt werden, was den Arbeitsaufwand empfindlich erhöht.
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Es stellt sich daher die Aufgabe, einen an sich bekannten Winkel oder Dachhalter bei gleicher oder verbesserter Stabilität so zu modifizieren, dass eine Nachbearbeitung von Werkstücken mittels Schweißen, Schrauben oder Umformen unterbleiben kann und somit der Arbeitsaufwand und die Kosten für die Bereitstellung signifikant gesenkt werden. Allenfalls Stanzungen zur Erzeugung von Ausnehmungen für Befestigungsmittel sollten nachträglich noch vorgenommen werden. Zudem sollte die Fertigung der verwendeten Bauteile mittels eines kontinuierlichen Verfahrens ermöglicht werden, um die Herstellungskosten weiter zu senken.
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Gelöst wird die zuvor benannte Aufgabe durch eine Montageprofilkombination nach Anspruch 1, wobei sich vorteilhafte Ausführungen aus den Unteransprüchen ergeben.
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Vorgeschlagen wird eine Montageprofilkombination mit einem oben offenen Profilträger, der unten einen Grundabschnitt zum Befestigen an einer Dachunterkonstruktion, insbesondere von Schrägdächern, aufweist, an dem analog einem U-Profil ein kurzer Schenkel und ein langer Schenkel für die Anbringung eines Auslegers angeordnet sind, wobei beide Schenkel von einem geschlossenen oder offenen Hohlkastenprofil zur Erhöhung der Knick- und Torsionsstabilität vollständig oder teilweise umschlossen werden. Dabei liegen die beiden Schenkel des Profilträgers einander gegenüber und stehen vorzugsweise jeweils rechtwinklig von dem Grundabschnitt ab. Unter einem Hohlkastenprofil wird hier zunächst ein Profil mit rechteckigem Querschnitt und einem durchgängigen Hohlraum verstanden, der von den vier in einem Querschnitt sichtbaren Wandungen gebildet wird, wobei das Hohlkastenprofil als offen bezeichnet wird, wenn eine der vier Wandungen entlang der Längsausrichtung des Hohlkastenprofils, also von einem offenen Ende des Hohlraums zu dem anderen offenen Ende des Hohlraums, durchgehend geschlitzt ist, wobei die Schlitzbreite sich jedoch nicht über die gesamte Breite der betreffenden Wandung erstrecken und auch nicht unmittelbar an eine der Ecken des Hohlkastenprofils grenzen darf, so dass auf beiden Seiten des Schlitzes jeweils ein Stück der geschlitzten Wandung bleibt. Als geschlossen wird das Hohlkastenprofil hier bezeichnet, wenn es keinen entlang des Hohlkastenprofils durchgehend verlaufenden Schlitz aufweist. Gleichwohl kann ein als geschlossen bezeichnetes Hohlkastenprofil aber sonstige Ausnehmungen unterschiedlichster Art aufweisen.
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Die Längsausrichtung des Hohlkastenprofils, also die Ausrichtung vom Eintritt in den durchgehenden Hohlraum bis zu dessen Austritt, kann wahlweise orthogonal zu dem Grundabschnitt oder auch parallel zu diesem verlaufen. Für den Stabilitätsgewinn von Bedeutung ist dabei, dass beide Schenkel von dem Hohlkastenprofil ganz oder teilweise umschlossen werden. Dabei bezieht sich der Ausdruck „teilweise“ hier lediglich auf das Ausmaß der Umschließung orthogonal zur Längsausrichtung des Hohlkastenprofils und nicht darauf, ob beide Schenkel von dem Hohlkastenprofil vollständig überdeckt werden oder nicht. Diesbezüglich im Einzelfall einen Kompromiss aus gewünschtem Stabilitätszuwachs und Materialersparnis zu finden, obliegt dem Fachmann.
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Bei zum Grundabschnitt paralleler Längsausrichtung eines offenen Hohlkastenprofils ist es vorteilhaft, wenn der durchgehende Schlitz auf der Unterseite des Grundabschnitts oder der Rückseite eines der beiden Schenkel angeordnet ist, so dass die Strecke zwischen den Oberkanten der Schenkel durchgehend überbrückt wird. Zudem sollte das wie beschrieben parallel ausgerichtete, geschlossene oder offene Hohlkastenprofil eine möglichst geringe Länge aufweisen, um die Zugänglichkeit des Grundabschnitts von oben möglichst wenig einzuschränken und so die Möglichkeit einer einfachen Montage des Grundabschnitts auf der Dachunterkonstruktion zu erhalten. Je nach gewünschter Montageposition des Auslegers an dem langen Schenkel, zentriert oder exzentrisch, bietet es sich auch an, zwei parallel ausgerichtete offene Hohlkastenprofile einzusetzten, einen davon bezüglich der Längsausrichtung des den Grundabschnitt aufweisenden Profilträgers einendseitig, den anderen anderendseitig. Eine materialreduzierte Variante ergibt sich bei der Verwendung eines offenen Hohlkastenprofils, das die Strecke zwischen den Schenkeln überbrückt und über die Randbereiche neben dem durchgehenden Schlitz mit passenden Ausnehmungen des Profilträgers in Eingriff steht.
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Bei zum Grundabschnitt orthogonaler Längsausrichtung ist ein geschlossenes Hohlkastenprofil für die Gesamtstabilität vorteilhaft, da es beide Schenkel sowie die Strecken zwischen den Schenkeln wie ein umlaufendes Band umschließt. Entsprechend ausgerichtete offene Hohlkastenprofile, die also einen in Längsrichtung durchgängigen Schlitz aufweisen, können auch als seitliche Klammern verwendet werden, wobei beispielsweise ein erster Randbereich neben dem Schlitz in eine Ausnehmung des kurzen Schenkels und ein dem ersten gegenüberliegender zweiter Randbereich in eine Ausnehmung des langen Schenkels greift. So wird die Strecke zwischen den Schenkeln an den Seiten des Profilträgers durchgängig überbrückt. Der Einsatz zweier solcher offenen, klammerartigen Hohlkastenprofile bietet sich an, wobei der Schlitz in den Hohlkastenprofilen besonders breit zu wählen ist, um eine klammerartige Form zu erreichen.
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Für die Verwendung von insbesondere geschlossenen Hohlkastenprofilen mit zum Grundabschnitt orthogonaler Längsausrichtung ist es von Vorteil, wenn die Schenkel entlang ihrer oberen, zu dem Grundabschnitt parallelen Kanten jeweils nach außen gerichtete Stege aufweisen. Mittels der Stege ist dann ohne die Verwendung von Werkzeug eine formschlüssige Klickverbindung zwischen dem Hohlkastenprofil und dem Profilträger möglich. Das Hohlkastenprofil wird dabei unter geringfügiger elastischer Verformung zumindest eines Schenkels wie ein Rahmen über die beiden Stege geführt.
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Für die Handhabung auf dem Dach ist es vorteilhaft, wenn das rahmenartig über die Schenkel geführte Hohlkastenprofil nicht nur durch die Stege daran gehindert ist, nach oben abgestreift zu werden, sondern auch durch jeweils unterhalb des Steges des kurzen und des langen Schenkels angeordnete Vorsprünge, oberhalb derer das Hohlkastenprofil angeordnet ist und auf denen das Hohlkastenprofil vorzugsweise aufliegt, gesichert ist, wobei der wenigstens eine Vorsprung an dem kurzen Schenkel hier als erster und der wenigstens eine Vorsprung an dem langen Schenkel hier als zweiter Vorsprung bezeichnet wird.
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Eine Materialersparnis, die keine Minderung der Stabilität zur Folge hat, lässt sich verwirklichen, wenn der zweite Vorsprung als Stufe ausgebildet ist, die aus einer bis zu dem Grundabschnitt reichenden Verbreiterung des langen Schenkels resultiert. Der Schenkel ist also oberhalb dieser Stufe schmaler als unterhalb der Stufe. Die durch die oberhalb der Stufe aufgrund der reduzierten Materialstärke des Schenkels zu erwartende Stabilitätseinbuße wird dabei durch die Ergänzung der Materialstärke im Bereich oberhalb der Stufe durch das vorzugsweise bündig mit der Stufe abschließende Hohlkastenprofil erreicht.
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Für die erleichterte Montage des Auslegers an der Rückseite des langen Schenkels bietet es sich an, diesen bereits im Produktionsprozess mit Ausnehmungen für Befestigungsmittel zu versehen. Um eine Überdeckung solcher Ausnehmungen durch das Hohlkastenprofil zu vermeiden, können in dieses bereits im Vorfeld entsprechende Ausnehmungen eingebracht werden.
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Es hat sich bewährt, ein orthogonal zu dem Grundabschnitt ausgerichtetes Hohlkastenprofil im oberen Bereich des langen Schenkels anzuordnen, weil dessen Elastizität mit zunehmender Entfernung von dem Grundabschnitt zunimmt und somit insbesondere der obere Bereich des langen Schenkels der Stabilisierung bedarf. Ebenso ist es möglich, dass sowohl der gesamte kurze als auch der gesamte lange Schenkel von dem Hohlkastenprofil überdeckt werden, dessen untere Kanten dann in einer Ebene angeordnet wären, während die beide Schenkel verbindenden oberen Kanten wegen der größeren Länge des langen Schenkels gegenüber der Ebene der unteren Kanten geneigt wären. Dies kann, je nach Materialwahl, produktionstechnisch aufwändig sein. Von Vorteil ist es, bei gegenüber dem ersten Vorsprung größerer Entfernung des zweiten Vorsprungs zu dem Grundabschnitt, dass das Hohlkastenprofil zwei einander gegenüberliegende Schrägseiten aufweist, deren Innenflächen in der Aufsicht jeweils die Form eines Parallelogramms mit einem kleinen Innenwinkel aufweisen, der kleiner 90° und größer 0° ist. Da sich die Innenwinkel eines Parallelogramms stets zu 360° summieren, sind Winkel zwischen 0° und 90° stets kleiner als die übrigen beiden Winkel und werden deshalb hier als kleine Innenwinkel bezeichnet, zwischen deren Scheitelpunkten die dann längere der beiden Diagonalen verläuft. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn der erste und der zweite Vorsprung jeweils ebene Auflageflächen für das Hohlkastenprofil aufweisen, die auf einer Geraden liegen, die mit einer zu dem Grundabschnitt parallelen Ebene einen Neigungswinkel bildet, der sich zusammen mit dem kleinen Innenwinkel zu 90° summiert. So ist gewährleistet, dass der zweite Vorsprung weiter oben als der erste Vorsprung angeordnet sein kann und die unteren Kanten des Hohlkastenprofils den Vorsprüngen, bei geradlinig verlaufenden Unterkanten der Schrägseiten über deren gesamtes Außenmaß, nicht nur punktuell sonder flächig aufliegen.
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Um ein Hohlkastenprofil dem Profilträger so aufzusetzen, dass es orthogonal zu dem Grundabschnitt angeordnet ist, kann es bevorzugt mit seiner Unterkante dem zweiten Vorsprung an dessen Außenkante aufgelegt werden, der den Mittelpunkt eines Kreises bildet, dessen Radius gleich ist der Länge der kürzeren Diagonalen der Außenfläche einer der Schrägseiten abzüglich der Stärke des Hohlkastenprofils an seiner Oberkante unterhalb des Steges des kurzen Schenkels. Dem Bogen dieses Kreises folgend stößt das Hohlkastenprofil dann auf den wenigstens einen Steg des kurzen Schenkels und kann vor dem Einklicken über diesen hinweg bewegt werden. Bevorzugt wird das formschlüssige Einklicken dadurch erleichtert, dass der Steg des kurzen Schenkels eine Oberseite mit einem nach außen konstanten oder zunehmenden Gefälle aufweist.
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Auch in der hier vorgestellten Kombination aus Profilträger und Hohlkastenprofil ist es für die Knick- und Torsionsstabilität des Profilträgers von Vorteil, wenn der lange und der kurze Schenkel an ihren oberen Kanten jeweils nach innen geneigte Fortführungen aufweisen. Die Fortführungen deuten ein Kastenprofil an, sind bevorzugt jedoch nur so weit geführt, dass sie den einfachen Zugriff auf Mittel zur Befestigung des Grundabschnitts auf der Dachunterkonstruktion nicht behindern.
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In der Materialwahl der vorgestellten Montageprofilkombination ist der Fachmann grundsätzlich frei und kann diese spezifischen Anforderungen anpassen. So kann beispielsweise Metall gewählt werden, Kunststoff, Verbundmaterialien oder Holz oder eine beliebige Kombination solcher Werkmaterialien. In Hinblick auf Leichtigkeit, Steifigkeit und Kosten bietet Aluminium Vorteile. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass Aluminium sich kostengünstig im Strangpressverfahren verarbeiten lässt. Insbesondere für die Bereitstellung einer vorgestellten Montageprofilkombination mit orhtogonal zu dem Grundabschnitt angeordnetem, geschlossenem Hohlkastenprofil kann sowohl der Profilträger als auch das Hohlkastenprofil durch Strangpressen und anschließendes Ablängen hergestellt werden. Gewünschte Ausnehmungen in den jeweiligen Profilen können durch Stanzen erhalten werden. Für die Bereitstellung von Hohlkastenprofilen mit Schrägseiten, die in der Aufsicht ein Parallelogramm mit kleinen Innenwinkeln zeigen, kann ein Hohlkastenprofil mit rechteckigem Querschnitt und Stoßkanten in einer zur Längsausrichtung orthogonalen Ebene schräg zu dieser abgelängt werden und so der anfallende Verwurf minimiert werden. Die auf die Profilträger abgestimmten Hohlkastenprofilabschnitte können entweder vormontiert oder vor Ort ohne Werkzeug zusammengesetzt werden.
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Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Montageprofilkombination anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Montageprofilkombination
- 2
- Profilträger
- 3
- Grundabschnitt
- 3a
- zu 3 parallele Ebene
- 4
- kurzer Schenkel
- 4a
- obere Kante des kurzen Schenkels
- 4b
- Steg des kurzen Schenkels
- 4c
- Fortführung von 4a
- 5
- langer Schenkel
- 5a
- obere Kante des langen Schenkels
- 5b
- Steg des langen Schenkels
- 5c
- Fortführung von 5a
- 6
- Hohlkastenprofil
- 6a
- Oberkante von 6
- 7
- erster Vorsprung
- 7a
- Auflagefläche des ersten Vorsprungs
- 8
- zweiter Vorsprung (Stufe)
- 8a
- Auflagefläche des zweiten Vorsprungs
- 9
- Ausnehmungen des langen Schenkels
- 10
- Ausnehmungen des Hohlkastenprofils
- 11
- Schrägseite des Hohlkastenprofils
- 11a
- gegenüberliegende Schrägseite des Hohlkastenprofils
- 12
- Gerade (definiert durch 7a, 8a)
- 13
- Kreis
- 14
- Mittelpunkt von 13
- 15
- Außenkante von 8
- 16
- Radius von 13
- 17
- kürzere Diagonale der Außenfläche von 11
- 18
- Oberseite von 4b
- α
- kleiner Innenwinkel
- β
- Winkel zwischen 3a und 12
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- 1 zeigt den Profilträger (2) im Querschnitt. Zu erkennen sind der Grundabschnitt (3), der kurze Schenkel (4) und der lange Schenkel (5) sowie deren obere Kanten (4a, 5a), der Steg (4b) des kurzen (4) und der Steg (5b) des langen Schenkels (5). Bei der gezeigten Ausführungsform liegen die Auflagefläche (7a) des ersten Vorsprungs 7 und die Auflagefläche (8a) des zweiten Vorsprungs (8) auf derselben Geraden (12), wobei der zweite Vorsprung (8) als Stufe ausgebildet ist. Auf der Außenkante (15) des zweiten Vorsprungs (8) liegt der Mittelpunkt (14) eines Kreises (13), der hier nicht vollständig gezeigt ist, mit einem Radius (16), wobei der Kreis (13) den Steg (4b) des kurzen Schenkels (4) schneidet. Der Radius (16) ist hier gleich der Länge der kürzeren Diagonalen (3, 17) der Außenfläche einer der Schrägseiten (11, 11a) abzüglich der Stärke des Hohlkastenprofils (6) an seiner Oberkante (3, 6a) unterhalb des Steges (4b) des kurzen Schenkels (4). Die Gerade (12) bildet mit einer zu dem Grundabschnitt (3) parallelen Ebene (3a) einen Neigungswinkel (β), der sich mit dem kleinen Innenwinkel (3, α) der Schrägseite (3, 11) des Hohlkastenprofils (3, 6) zu 90° summiert. Gezeigt ist auch die Oberseite (18) des Steges (4b) des kurzen Schenkels (4), die hier ein konstantes Gefälle nach außen aufweist, während die Fortführungen (4c, 5c) des kurzen (4) und des langen Schenkels (5) jeweils nach innen gerichtet sind und so ein Kastenprofil andeuten und zur Erhöhung der Knick- und Torsionsstabilität des Profilträgers (2) beitragen.
- [2] zeigt den Profilträger (2) schräg von oben. Zu erkennen sind hier gestanzte Ausnehmungen in dem Grundabschnitt (3) ebenso wie die Ausnehmungen (9) des langen Schenkels (5), die von dem Hohlkastenprofil (3, 6) überdeckt würden, wenn dieser nicht an den entsprechenden Positionen ebenfalls Ausnehmungen (3, 4, 10) aufweisen würde.
- [3] zeigt das Hohlkastenprofil (6) schräg seitlich von oben, einschließlich seiner Oberkante (6a). Hier sieht man die einander gegenüber angeordneten Schrägseiten (11) und (11a) sowie die Ausnehmungen (10), die passend zu den Ausnehmungen (2, 9) des langen Schenkels (2, 5) des Profilträgers (2, 2) angeordnet sind. Weiterhin ist die kürzere Diagonale (17) der Außenfläche einer der Schrägseiten (11) markiert, ebenso wie der kleine Innenwinkel (α) des von der Innenfläche der Schrägseite (11a) gebildeten Parallelogramms, der kleiner 90° und größer 0° ist. Zusammen mit dem Neigungswinkel ( 1, β) summiert sich der kleine Innenwinkel (α) zu 90°.
- [4] zeigt das Hohlkastenprofil (6) schräg von hinten unten, wobei die Orientierung in Bezug zu 3 anhand der gezeigten Ausnehmungen (10) leicht vorgenommen werden kann. Markiert sind auch die Schrägseiten (11, 11a).
- [5] zeigt die Montageprofilkombination (1) in der Aufsicht auf den langen Schenkel (5) des Profilträgers (2) und der die Ausnehmungen (10) aufweisenden Seite des Hohlkastenprofils (6), die die Durchgängigkeit der Ausnehmungen (9) des langen Schenkels (5) wegen des hier gewählten Ausmaßes und ihrer passenden Positionierung nicht beeinträchtigen. Durch die Ausnehmungen (9, 10) hindurch ist der kurze Schenkel (4) sichtbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202006009674 U1 [0002, 0003, 0005]
- DE 202009002134 U1 [0003]
- DE 202009002133 U1 [0004, 0005]
