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Die Erfindung richtet sich auf ein
System zur Festlegung flächiger
Solarkomponenten an Punktfundamenten oder -verankerungen.
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Derzeit werden Solarmodule mit einem
vergleichsweise großen
Aufwand befestigt, der die Kosten für eine Solaranlage nicht unerheblich
erhöht.
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Aus diesem Nachteil des beschriebenen Stands
der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, den
Montageaufwand so weit als möglich
zu reduzieren, um dadurch Kosten einzusparen.
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Zur Lösung dieses Problems sieht
die Erfindung vor, dass
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- a) zwischen den Punktfundamenten oder -verankerungen langgestreckte
Tragelemente, insbesondere gespannte Drahtseile, verlegt oder verlegbar
sind,
- b) wobei an diesen Tragelementen oder an zwischen diesen festgelegten,
weiteren langgestreckten Tragelementen wenigstens zwei zu diesen
winklig verlaufende, bspw. etwa orthogonale, querschnittlich etwa U-,
V-, I-, X-, Zund/oder K-förmige
Halteprofile festlegbar sind, wobei wenigstens zwei Halteprofile
einander zugekehrte Öffnungsseiten
aufweisen, in die eine Solarkomponente mit je einer Kante einschiebbar
und/oder eingeschoben ist,
- c) und wobei die Halteprofile durch an den Tragelementen festlegbare
Spann- oder Klemmelemente aufeinander
zu bzw. an eine dazwischen eingesetzte Solarkomponente heranschieb-
und/oder anpressbar und in dieser Position festlegbar sind.
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Die langgestreckten Tragelemente
erlauben die Verbindung mehrerer Halteprofile für eine Mehrzahl von Solarelementen
mit einigen wenigen Verankerungspunkten. Ferner können die
Halteprofile in Längsrichtung
der Tragelemente verschoben werden, um einerseits eine optimale
Plazierung der Solarmodule zu ermöglichen. Darüber hinaus
ist ein Zusammenfahren der Halteprofile bei eingelegtem Solarelement
möglich,
um dieses dazwischen einzuklemmen. Wenn eine beliebige Schrägstellung
gewünscht wird,
können
zunächst
zwischen jeweils zwei bspw. übereinander
verlaufenden Tragelementen zunächst
Quer-Tragelemente unter dem gewünschten
Neigungswinkel verlegt werden, an denen dann die Halteprofile fixierbar
sind. Werden zwei solcher, geneigt verlaufender Halteprofile gegeneinander
versetzt, kann zusätzlich
zu dem Neigungswinkel auch die Horizontalrichtung der Solarelemente bspw.
optimal in Richtung Süden
ausgerichtet werden. Durch die von zwei Schenkeln gebildete Öftnungsseite
eines Halteprofils können
Solarelemente unabhängig
von deren Dicke und Breite gehalten werden. Die längs der
Tragelemente verschiebbaren und sodann festfegbaren Spann- oder
Klemmelemente erlauben eine Anpassung an unterschiedliche Längen der
betreffenden Solarelemente. Somit können alle Arten von Solarelementen
in optimaler Neigung und Süd-Ausrichtung
an Punktfundamenten und/oder -verankerungen fixiert werden, ohne
dass hierzu größere, handwerkliche
Tätigkeiten
erforderlich sind.
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Die Verankerung der langgestreckten
Tragelemente gelingt durch eine Anordnung mit einem an einem Bauwerk,
bspw. Hauswand, Dachstuhl oder Mauer, oder an einem Fundament festgelegtes
oder festlegbares Ankerelement mit einem ringförmigen Kopf; einem Ösen- oder
Hakenelement mit einem rotationssymmetrisehen Schaft, der durch
den ringförmigen
Kopf des Ankerelements hindurchgesteckt oder hindurchsteckbar ist
und ein Außengewinde aufweist;
sowie einem auf das Außengewinde
des Ösen-
oder Hakenelements aufschraubbaren Gewindeelement.
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Hier findet eine Integration von
Verankerung und Spannvorrichtung statt, die sämtlichen gestellten Anforderungen
gerecht wird. Die Spannvorrichtung umfaßt zwei zum Spannen des Seils
gegeneinander verschiebbare Elemente, von denen eines gleichzeitig
als Verankerungselement mit Befestigungselementen, bspw. Durchstecköffnungen
für Schrauben, ausgebildet
ist. Dadurch kann dieses Element mit einer Doppelfunktion unbedenklich
mit einer ausreichenden Stärke
ausgeführt
sein, bspw. aus einem 5 mm oder noch stärkeren Stahlblechzuschnitt
gebogen. Das demgegenüber
verschiebbare Spannungselement trägt gleichzeitig die für die Seilverankerung erforderliche Öse bzw.
Haken. und erfüllt
demnach ebenfalls eine Doppelfunktion. Mit seinem rückwärtigen Schaft
erfährt
dieses Ösenelement
eine Führung in
der (durch Biegung gebildeten) Hülse
des Verankerungselements. Durch die solchermaßen bereichsweise konzentrische
Anordrung von Verankerungs- und Ösenelement
ergibt sich ein sehr geringer Materialeinsatz. Das Gewindeelement
schließlich
enthält eine
für die
Betätigbarkeit
der Spannvorrichtung wichtige Untersetzung in Form einer (sehr)
flachen Gewindesteigung. Das Gewindeelement kann an seiner Außenseite
mit einem Sechskant od. dgl. versehen sein, so dass es bequem mit
einem Schraubenschlüssel
erfaßt
und rotiert werden kann, um das betreffende Seil zu spannen. Die
von einer Drehbewegung abgeleitete Spannbewegung hat den weiteren Vorteil,
dass durch Verwendung eines Schraubenschlüssels mit einem langen oder
gar verlängerten Griff
das zwecks Seilspannung aufzubringende Drehmoment weiter reduzierbar
ist.
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Zur Spannung eines Seiles genügt im Grunde
ein einziges, verstellbares Spannelement, während an dem gegenüberliegenden
Seilende eine (unbewegliche, d.h. starre) Verankerungsmöglichkeit ausreichend
ist, sofern mit der (einzigen) Spanneinrichtung eine ausreichende
Verstellung möglich
ist, um die angestrebte Seil-Zugkraft
aufbringen zu können.
Zur Lösung
des sekundären
Problems der Anzeige der aktuellen Seil-Zugkraft kann daher in die Zugkraftübertragungskette
an beliebiger Stelle zwischen den beiden an einem Bauwerk, Fundament
od. dgl. festgelegten Verankerungselementen ein Element zur Anzeige
des aktuellen Seil-Zugkraftwertes eingeschalten sein. Hierfür eignen
sieh insbesondere Federelemente, da bei diesen die Auslenkung proportional
zu der einwirkenden Kraft ist. An dem Grad der Auslenkung läßt sich
daher die aktuelle Seil-Zugkraft ablesen. Natürlich könnte ein derartiges Zugkraft-Anzeigeelement
auch im Bereich eines Seilendes ohne Verstellmöglichkeit oder gar innerhalb
des (solchenfalls aufgeteilten) Seils angeordnet sein, dies ist
jedoch unpraktisch, da in diesem Fall die einstellende Person den
aktuellen Spannungszustand nicht selbst ablesen kann und daher stets
zwei Personen für
eine entsprechende Einstellung erforderlich sind. Das Zugkraft-Anzeigeelement ist
daher bevorzugt im Bereich eines verstellbaren Seil-Spannungselements
angeordnet. Hier bietet sich der Raum zwischen dem Ankerelement
einerseits und einem mit diesem zusammenwirkenden Haken- und Ösenelement
andererseits an, da bei der erfindungsgemäßen Anordnung in diesem Bereich
die Seil-Zugkraft in eine zwischen den beiden Elementen wirkende
Druckkraft umgewandelt wird. Somit kann eine Druckfeder mit einer
hinreichend großen Steifigkeit verwendet
werden, deren Kompressionszustand ein Maß für die aktuelle Seil-Zugspannung
ist. Durch Anlegen eines in Millimeter geeichten Maßstabs an
ein derartiges (Druck-) Federelement kann daher über einen die Federkonstante
berücksichtigenden
Multiplikationsfaktor die Seil-Zugkraft berechnet werden. Natürlich könnte auch
ein (Zug-) Federelement zwischen Haken- oder Ösenelement und Seil eingehängt werden.
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Es hat sich als günstig erwiesen, dass die Schenkel
eines Halteprofils von ihrer gemeinsamen Kante oder einem rückwärtigen Verbindungssteg
in Richtung auf ihre freie Öffnungskante
divergieren, bspw. in einem Winkel von 30° bis 60°, so dass sich der von diesen
Schenkeln eingeschlossene Schlitz zu seinem Boden hin verjüngt. Hiermit
ist eine Anpassungsmöglichkeit
auch an unterschiedliche Stärken der
Solarelemente gegeben, indem dieselben je nach ihrer Stärke weiter
oder weniger tief in den durch die betreffenden Schenkel gebildeten
Schlitz einschiebbar sind.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung,
dass der von zwei Schenkeln eingeschlossene Schlitz eines Halteprofils
durch einen elastischen Werkstoff, insbesondere eine wetterfesten
Schaumstoff, ausgekleidet ist. Dieser Werkstoff schützt einerseits
die Solarmodule bei der Montage und sorgt anschließend für einen
festen, spielfreien Sitz des betreffenden Elements.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass
an einem Halteprofil vorzugsweise an einer freien Längskante
wenigstens ein Steg zum Festlegen an einem oder mehreren Spann-
oder Klemmelementen vorgesehen ist. Somit ist eine Verankerung durch
Formschluß möglich, wodurch
ein hohes Maß an
Sieherheit gewährleistet
ist.
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Die Erfindung zeichnet sich ferner
aus durch zwei Befestigungsstege pro Halteprofil, die vorzugsweise
in einer gemeinsamen Ebene verlaufen, sich jedoch in entgegengesetzten
Richtungen erstrecken. Durch Umgreifen zweier derartiger Stege ist
eine unlösbare
Verbindung geschaffen, wobei dennoch ein Aufschieben eines Spann-
oder Klemmelements auf ein Halteprofil von dessen Stirnseite her
jederzeit möglich
ist.
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Die Erfindung läßt sich dahingehend weiterbilden,
dass ein Halteprofil Ausnehmungen zum Ein- oder Hindurchführen eines
Spann- oder Klemmelements oder eines Tragelements aufweist. Es handelt sich
hierbei um eine Alternative, bei der zwar ein stirnseitiges Aufschieben
nicht mehr möglich
ist, wobei jedoch ein Lösen
nahezu unmöglich
ist, insbesondere dann, wenn die Ausnehmungen einen ösenförmig geschlossenen
Rand aufweisen.
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Weitere Vorzüge ergeben sich dadurch, dass die
Spann- oder Klemmelemente vorzugsweise umgebogene Laschen zum Umgreifen
von Befestigungsstegen oder zum Eingreifen in Befestigungsausnehmungen
eines Halteprofils aufweisen. Derartige Laschen können leicht
aus einem ebenen Zuschnitt gebogen werden. Dadurch ist es möglich, ein Spann-
oder Klemmelement aus einem Blech bspw. aus einem rostfreien oder
verzinkten bzw. verzinkbaren Stahl oder Eisen mit einfachsten Mitteln
wie Ausstanzen und anschließendem
Biegen herzustellen. Die Biegekanten können hierbei wahlweise in Richtung
der Halteprofile oder in Richtung der Tragelemente verlaufen.
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Die Erfindung erfährt eine vorteilhafte Ausgestaltung
dadurch, dass an einem Spann- oder Klemmelement
wenigstens zwei in etwa entgegengesetzten Richtungen weisende, bspw.
umgebogene Befestigungslaschen vorgesehen sind. Diese Laschen korrespondieren
mit in entgegengesetzten Richtungen weisenden Befestigungsstegen
eines Halteprofils und erlauben eine unlösbare Verbindung zwischen diesen
Elementen.
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Ein weiteres, erfindungsgemäßes Merkmal liegt
darin, dass an einem Spann- oder Klemmelement wenigstens ein Element
zum Umgreifen eines Tragelements vorgesehen ist. Auch bei der Schnittstelle
zwischen Tragelement und Spann- oder Klemmelement bringt ein Formschluß ein hohes
Maß an Sicherheit.
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Es hat sich bewährt, dass das Element zum Umgreifen
eines Tragelements einen haken- oder ösenartigen Zuschnitt aufweist.
Ein hakenartiger Zuschnitt hat den Vorteil, dass das Spann- oder
Klemmelement nach Installation des Tragelements aufsteckbar ist.
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Eine vorteilhafte Anordnung läßt sich
dadurch finden, dass an einem Spann- oder Klemmelement wenigstens
eine an einem Tragelement form- und/oder reibschlüssig festlegbare
Vorrichtung vorgesehen ist. Diese Vorrichtung dient der unverrückbaren
Arretierung des Spann- oder Klemmelements an dem Tragelement nach
Heranschieben desselben zusammen mit dem aufgesteckten Halteprofil
an ein eingelegtes Solarmodul.
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Die Erfindung bietet ferner die Möglichkeit, dass
die an einem Tragelement form- und/oder
reibschlüssig
festlegbare Vorrichtung durch ein bügelförmiges Element mit einer U-
oder hakenförmigen
Gestalt gebildet ist, das durch eine oder mehrere Öffnungen
des Spann- oder Klemmelements hindurchsteckbar ist. Ein U-Bügel umgreift
zusammen mit dem Spann- oder Klemmelement ein Tragelement vollständig und
kann sich daher versehentlich unter keinen Umständen lösen.
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Eine weitere Optimierung läßt sich
dadurch erreichen, dass das bügelförmige Element
mittels einem ein Gewinde an seinen Durchsteckenden umgreifenden
Schraubelement festziehbar ist. Hierbei lassen sich mit einfachsten
Werkzeugen extrem hohe Arretierungskräfte erzielen.
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Vorzugsweise ist das Spann- oder
Klemmelement derart ausgebildet, dass gleichzeitig mit der bspw.
reibschlüssigen
Arretierung des Spann- oder Klemmelements an einem Tragelement auch
eine unverrückbare,
insbesondere reibschlüssige
Arretierung gegenüber
dem Halteprofil erfolgt. Solchenfalls kann im Idealfall bspw. durch
Anziehen einer einzigen Schraube die gesamte Verbindung von dem
Halteprofil über
das Spann- oder Klemmelement bis hin zu dem Tragelement hergestellt
werden. Vorzugsweise ist die Verbindung zu dem Halteprofil durch
ein dieses teilweise übergreifendes
Element bewerkstelligt, das bspw. elastisch gegen das Tragelement preßbar ist,
vorzugsweise unter dem Einfluß einer Spannschraube.
Diese Anpreßkraft
wird wiederum von einem gegenüberliegenden
Bereich des Spann- oder
Klemmelements aufgenommen.
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Der Erfindungsgedanke erlaubt eine
Weiterbildung dahingehend, dass an einem Tragelement zwischen je
zwei festgelegten Spann- oder Klemmelementen je ein elastisches
Abstützeelement,
bspw. aus einem wetterfesten Schaumstoff, aufgeschoben ist. Dieses
kann bei Verlegung der Tragelemente längs einer Wand, Mauer oder
eines Dachs zu einer stabilen Lage der Solarmodule beitragen, so
dass die Verwendung von vorzugsweise metallischen Spanndrähten als
Tragelement möglich
ist. Die Elastizität der
Abstützelemente
sollte derart gewählt
sein, dass einerseits ein weicher Kontakt mit der betreffenden Fläche gewährleistet
ist, damit bspw. Dachziegel nicht beschädigt werden können. Andererseits
soll bereits eine kleine Verformung zu einer erheblichen Rückstellkraft
führen,
damit die Spann- oder Klemmelemente wie auch die Halteprofile und
insbesondere die Solarmodule selbst nicht an der betreffenden Fläche anschlagen
können.
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Die Endung läßt sich dadurch ergänzen, dass
das Abstützelement
eine langgestreckte, hohlzylindrische Gestalt aufweist, in deren
Innenraum ein langgestrecktes Tragelement eingelegt ist. Diese Gestalt
sorgt für
eine große
Kontaktfläche
mit der betreffenden Fläche,
woraus eine hohe Rückstellkraft
resultiert.
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Zur Perfektionierung der erfindungsgemäßen Konstruktion
kann vorgesehen sein, dass das hohlzylindrische Abstützelement
einen radialen Längsschlitz
aufweist, durch den das Tragelement hindurchtreten kann. Dadurch
gestaltet sich die Montage eines derartigen Abstützelements als äußerst einfach:
Es wird einfach auf die gewünschte
Länge zurechtgeschnitten
und sodann über
das Tragelement geschoben.
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Bevorzugt ist umläuft der radiale Längsschlitz
die Längsachse
des hohlzylindrischen Elements längs
einer Schraubenlinie. Diese Schlitzgeometrie verhindert, dass sich
das Abstützelement
versehentlich von dem Tragelement lösen könnte.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und
Wirkungen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:
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1 eine
Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fixierungselements;
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2 einen
Schnitt durch die 1 entlang der
Linie II-II;
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3 eine
Draufsicht auf die 1 in
Richtung des Pfeils III;
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4 das
Detail IV aus 3;
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S eine
Seitenansicht auf ein Tragelement und ein darauf appliziertes Spann-
oder Klemmelement bei eingesetztem Halteprofil, etwa in Richtung
des Pfeils V aus 6;
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6 eine
Draufsicht auf die 5;
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7 eine
andere Ausführungsform
der Erfindung in einer der 5 entsprechenden
Darstellung;
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8 eine
Draufsicht auf die 7;
sowie
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9 eine
perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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Die beiden Hauptbestandteile des
erfindungsgemäßen Fixierungselements 1 sind
das überwiegend
flächige
Verankerungsteil 2 einerseits und das überwiegend langgestreckte Ösenteil 3 andererseits.
Bei der dargestellten Ausführungsform
untergliedert sich das Verankerungsteil 2 wiederum in ein Befestigungsteil 4 und
ein lösbar
daran festgelegtes Kopfteil 5. Diese beiden Teile 4,5 haben
jeweils etwa deckungsgleiche, vorzugsweise quadratische Laschen
zur gegenseitigen Verbindung mittels durch miteinander fluchtende
Bohrungen beider Laschen durchgeifender Schrauben 6. Natürlich kann
bei einer anderen Ausführungsform
das Verankerungsteil 2 auch insgesamt einstückig ausgeführt sein.
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Die Grundfläche des Verankerungsteils 2 läßt sich
näherungsweise
als L charakterisieren. Während
ein Schenkel 7 des L durch ein bspw. flach und mittig angeschweißtes Flacheisen
ein T-Profil erhält
und dadurch gegenüber
Verbiegungen auch bei hohen Belastungen unempfindlich ist, so ist
am freien Ende des anderen Schenkels 8 die Führungshülse 9 für das Ösenteil 3 angeordnet,
deren Längsachse etwa
parallel zu dem Schenkel 7 mit T-Profil verläuft. Damit
ist die Spannrichtung und somit auch die Richtung der aufzunehmenden
Zugkraft definiert und weist in Richtung des T-profilierten Schenkels 7.
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Der andere Schenkel 8 hat
ebenfalls eine flächige
Gestalt, welche mit dem Mittelsteg 12 des T-Profils 7 in
einer Ebene liegt und dadurch auch bei hohen Zugkräften keine
Verformungstendenz zeigt.
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Der T-Profil-Schenkel 7 kann
an seinem Mittelsteg 12 Befestigungsbohrungen aufweisen
sowie auch – möglichst
symmetrisch dazu – an
dem längs aufgeschweißten Versteifungs-Flacheisen 13.
Während
mit ersteren eine Befestigung an einer Seite eines Dachsparrens
möglich
ist, wobei das Versteifungs-Flacheisen 13 den betreffenden
Dachsparren zusätzlich
untergreift, dienen letztere zum Festschrauben an einer Hauswand
od. dgl. Hierbei wird jedoch bevorzugt das Ösenelement 3 um 180° gedreht
von der anderen Stirnseite her in die Führungshülse 9 eingesteckt,
so dass sich eine günstigere Statik
ergibt.
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Eine Ausnehmung 11 in der
Innenseite des T-Profil-Schenkels 7 ist in der Lage, bei
Montage an einem Dachsparren eine evtl. vorhandene Dachrinne zu
unter- bzw. umgreifen, und verleiht der Grundfläche des Fixierungselements 1 eine
näherungsweise U-förmige Gestalt.
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Die Aufteilung des Verankerungsteils 2 in zwei
Teile 7, 8 erlaubt es auch, den Schenkel 8 bspw. mit
einer bspw. vertikal in den Boden in Form eines Punktfundaments
einzementierten, bspw. ebenfalls T-profilierten Schiene zu verbinden.
Dadurch kann auch ohne bereits vorhandenem Bauwerk mit einfachsten
Mitteln eine Verankerung eines Seils od. dgl. erfolgen. Zur weiteren
Vereinfachung kann auch an einer derartigen Schiene ein ringförmiges Element direkt
angeformt sein.
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An dem rückwärtigen Ende des Schafts 14 des Ösenteils 3,
der etwa die doppelte Länge
der Führungshülse 9 aufweist,
ist ein Außengewinde
vorhanden, auf welches zwei Gewindeelemente 16 mit Außensechskant
aufgeschraubt sind, die sich gegenseitig kontern können. Da
der Außendurchmesser des
Schafts 14 etwa dem Innendurchmesser der Führungshülse 9 entspricht,
ist der Außenumfang
eines aufgeschraubten Gewindeelements 16 deutlich größer als
der Hülsendurchmesser – das Gewindeelement 16 stützt sich
auf der rückwärtigen Stirnseite der
Führungshülse 9 ab.
Diese Kraft wird bei Drehung des vorderen Gewindeelements 16 gegenüber dem Ösenteil 3 auf
letzteres übertragen
und von diesem einem eingehängten
Spannseil 15 mitgeteilt.
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Anstelle einer Öse 10 kann zum Einhängen des
Spannseils 15 auch ein Haken, ein U-förmiges Teil
od. dgl. vorgesehen sein.
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Wie man der 1 entnehmen kann, läßt sich das Befestigungsteil 4 von
dem Kopfteil 5 lösen und
in um 90° verdrehter
Position wieder festlegen. Hierbei gelangt die Dachrinnenausnehmung 11 in den
Bereich hinter den Gewindeelementen 16 und behindert deren
Verdrehung mittels eines Schraubenschlüssels nicht. Diese Konfiguration
eignet sich besonders für
die Verankerung und Spannung eines Stahlseils 15 an der
Oberseite eines von einem Mäuerchen
umlaufenen Betonflachdachs, indem die Seile 15 solchenfalls
von Mäuerchen
zu Mäuerchen
gespannt werden. Das Stahlseil 15 wird durch die Öse 10 gefädelt und
sodann an sich selbst festgelegt, insbesondere festgeklemmt.
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Da die Länge des mit Gewinde versehen Schaftbereichs
des Ösenteils 3 wie
auch die Tiefe der Dachrinnenausnehmung 11 ggf. 1 bis 5
cm, vorzugsweise 2 bis 4 cm betragen können, steht ein großer Spielraum
für eine
Seilspannung zur Verfügung.
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In 4 ist
zu erkennen, dass zwischen der dem Seil 15 abgesandten
Stirnseite der Führungshülse 9 und
den der Arretierung dienenden Gewindeelementen 16 eine
Druckfeder 17, bspw. eine Spiralfeder, eingesetzt sein
kann, die den Schaft 14 des Ösenteils 3 umgibt
und dadurch geführt
ist. Die Druckfeder 17 kann zwischen zwei Ringscheiben 18, 19 eingespannt
sein, welche die Federkraft auf die gegeneinander beweglichen Teile 2, 3 ableitet.
Die mit Spannung des Seils 15 erhöhte Zugkraft führt zu einer
Kompression der Druckfeder 17, deren Länge gemessen werden kann, um
die Seil-Zugkraft mit ausreichender Genauigkeit bestimmen zu können. Um
Rechenfehler zu vermeiden, kann an einem Montageelement ein bezügl. der
Auslenkkraft der Feder 17 in Kilopond kp, Newton N, Tonnen
t od. dgl. geeichter Maßstab
und/oder eine Markierung 20 angebracht sein, insbesondere
an einem zu dem Schaft 14 parallelen Fortsatz 21.
Hierfür
bietet sich insbesondere eine Ringscheibe 18, 19 an,
da der Abstand zwischen den beiden Scheiben 18, 19 der
aktuellen Federlänge 17 und
damit der Seil-Zugkraft entspricht. Der Nullpunkt 22 eines
derartigen Maßstabs kann
daher in einem festen (zu der Achse 14 parallelen) Abstand
von der Ebene der betreffenden (mit dem Fortsatz 21 versehenen)
Scheibe 18, 19 angeordnet sein, welcher der (unkomprimierten)
Länge der
Feder 17 entspricht. Abgelesen wird dieser Maßstab anhand
der Relativstellung der jeweils anderen Ringscheibe 19, 18.
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Eine vorteilhafte Eigenschaft des
Verankerungsteils 2 ist, dass dieses ohne Ösenteil 3 zur
Verankerung von stangenartigen Tragelementen verwendbar ist, sofern
eine besonders hohe Stabilität der
Tragkonstruktion gefordert wird.
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Weitere Modifikationen sind denkbar.
So kann der im Beispiel T-profilierte Schenkel 7 anstelle durch
ein angeschweißtes
Flacheisen 13 auch durch ein angeschweißtes Rohr versteift sein. Das
Verankerungsteil 2 kann mit in eine Wand einzementierbaren
Fahnen, Laschen od. dgl. realisiert sein, etc.
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Gespannte Seile 15 können unter
beliebigen Neigungswinkeln verlaufen, um eine Ausrichtung der Solarpaneele
nach Süden
zu ermöglichen.
Dazu können
die Verankerungselemente 2 entsprechend schräg einzementiert
werden, und/oder die Seile 14 werden über Umlenkelemente, insbesondere
Rollen, geführt,
die an den Fundamenten für
die Verankerungselemente 2 oder an eigenen Fundamenten
befestigt bzw. gelagert sein können.
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Sämtliche
Teile können
aus rostfreiem Edelstahl gefertigt und/oder verzinkt sein.
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Anstelle von Drahtseilen 15 können auch Stangen
mit vorzugsweise kreisförmigem
oder regulär-vieleckigem
Querschnitt oder (Rund-)Rohre jeweils mit einem nach der zu überbrückenden
Länge variablen
Durchmesser in dem Bereich von bspw. 1 bis 2 cm verwendet werden.
Die zu überbrückende Länge kann
dabei etwa zwischen 2 und 5 m variieren; bspw. sollte eine Garagendachfläche 102 ohne
zusätzliche
Stützstellen
belegbar sein.
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Im Rahmen eines ersten Systems 101 sind an
insgesamt wenigstens zwei Tragelementen 15 wenigstens zwei
Halteprofile 103 mittels je zwei Spann- oder Klemmelementen 104 festgelegt.
Die Halteprofile 103 haben etwa einen I-förmigen Querschnitt.
Dieser kann aus zwei identischen U-Profilen 105 zusammengefügt sein,
bspw. zusammengeschweißt
106.
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Ein U-Profil 105 hat einen
Mittelsteg 107 und zwei Schenkel 108, 109.
Der obere Schenkel 108 schließt zusammen mit dem Mittelsteg 107 einen etwa
rechten Winkel ein, während
der untere Schenkel 109 von dem Mittelsteg 107 in
Richtung auf seine freie Kante 110 nach abwärts divergiert,
bspw. in einem Winkel von 45°.
Dadurch ist es möglich,
ein Solarmodul 111 unabhängig von dessen Stärke in den Schlitz
zwischen den beiden Schenkeln 108, 109 einzuschieben
und darin festzuklemmen.
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Damit hierbei das Solarmodul 111 nicht
beschädigt
wird, ist der durch den Mittelsteg 107 und die beiden Schenkel 108, 109 gebildete
Schlitz durch einen wetterfesten Gummi- oder Schaumstoffstreifen 112 od.
dgl. ausgekleidet.
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Ferner ist der untere Schenkel 109 im
Bereich seiner freien Kante parallel zu dem oberen Schenkel 108 umgebogen,
wodurch ein Befestigungssteg 113 gebildet wird, der über den
wetterfesten Gummi- oder Schaumstoffstreifen 112 hinausragt.
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Wie man der 5 entnehmen kann, ergibt sich durch das
spiegelbildliche Aneinanderfügen zweier
U-Profile 105 ein Halteprofil 103 mit K-Querschnitt.
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Zur Verbindung eines Halteprofils 103 mit
einem Tragelement 15 dient ein Spann- oder Klemmelement 104. Dieses
ist aus einem länglichen
Blechzuschnitt gebildet, das an einer Schmalseite einen hakenartigen
Ansatz 114 zum Einhängen
an einem Tragelement 15 und an der gegenüberliegenden Schmalseite
zwei Durchstecköffnungen
für die
Enden eines U-förmigen
Arretierungsbügels 115 aufweist.
Die Enden dieses das Tragelement 15 untergreifenden Bügels 115 sind
mit einem Gewinde versehen, auf das je ein Innengewindeelement 116 aufschraubbar
ist, um das Tragelement 1 mittels des Bügels 115 an die Unterseite
des Spann- oder Klemmelements 104 heranzuziehen und dort
reibschlüssig festzulegen.
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An den beiden Längsseiten des Spann- oder Klemmelements
befinden sich je zwei Befestigungslaschen 117, die nach
oben und sodann aufeinander zu umgebogen und dadurch in der Lage
sind, je einen Befestigungssteg 113 des Halteprofils 103 zu umgreifen.
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Das Spann- oder Klemmelement 104 ist
in seinem mittleren Bereich mit einer etwa dachförmigen Hochwölbung 118 versehen,
die mit den nicht verkleideten Außenseiten eines Halteprofils 103 korrespondiert,
derart, dass der divergierende Bereich je eines der unteren Schenkel 109 an
je einer Dachfläche
der Hochwölbung 118 anliegt.
Dadurch können einerseits
beim Anpressen des Halteprofils 103 gegen ein Solarmodul 111 die
Abstützkräfte direkt
von dessen unterem Schenkel 109 auf das Spann- oder Klemmelement 104 übertragen
werden. Andererseits bildet die Hochwölbung 118 einen natürlichen
Biegebereich, und beim Arretieren des Bügels 115 mit den Gewindeelementen 116 kann
sich das an dem Haken 114 von dem Tragelement 15 untergriffene
Spann- oder Klemmelement 104 im Bereich der Hochwölbung geringfügig zusammenbiegen.
Dadurch wird das zunächst
in Längsrichtung
des Halteprofils 103 verschiebbare Spann- oder Klemmelement 104 gegenüber den
beiden unteren Schenkeln 109 des Halteprofils 103 verspannt,
so dass dieses nun unverrückbar
festgelegt ist.
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Zur Montage werden zunächst die
Spann- oder Klemmelemente 104 in der gewünschten
Anzahl auf ein Halteprofil 103 aufgeschoben und sodann
mit ihren Häken 114 an
je einem Tragelement 15 eingehängt. Sodann werden die Bügel 115 eingesetzt
und mit den Gewinedeelementen 116 gesichert, wobei das
Spann- oder Klemmelement 104 jedoch noch längs des
Tragelements 15 verschiebbar ist.
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Hohlzylindrische Abstützelemente 119 werden
auf den Abstand zwischen zwei Spann- oder Klemmelementen 104 zurechtgeschnitten
und mittels mantelseitiger Schlitze auf die Tragelemente 15 aufgesteckt.
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Anschließend werden Solarmodule 111 an einem
zuvor installierten Halteprofil 103 angesetzt und das jüngste Halteprofil 103 wird
auf dieses aufgeschoben. Unter festem Zusammenpressen der Halteprofile 103 werden
sodann die Gewindeelemente 116 festgezogen.
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Vorzugsweise werden immer zwei Reihen von
Solarmodulen 111 mit einem gemeinsamen Halteprofil 103 zu
einer Einheit verbunden, während
zu der nächsten
Doppelreihe ein Abstand gelassen wird. Dadurch muß zum Austausch
eines Solarmoduls 111 jeweils nur ein Halteprofil 103 gelöst und von der
betreffenden Reihe entfernt werden. Aus demselben Grund sollte die
Länge der
Halteprofile 103 nicht viel größer als die Breite von zwei
bis drei Solarmodulen 111 gewählt werden, damit beim Lösen eines Halteprofils 3 nur
wenige Solarmodule 111 gelockert werden.
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Es sind eine Reihe von Modifikationen
möglich.
Bspw. können
die Tragelemente 15 in Ausnehmungen der Halteelemente 103 und/oder
der Spann- oder Klemmelemente 104. eingelegt sein, um durch einen
direkten Formschluß ein
Höchstmaß an Sicherheit
zu gewährleisten.
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Bei der Ausführungsform 121 nach
den 7 und 8 wurde Wert auf eine besonders
energiesparende Herstellung gelegt, damit die Gesamtbilanz der einzusetzenden
und erzeugbaren Energie möglichst
günstig
ausfällt.
Die einzelnen Elemente sind deshalb so gestaltet, dass sie ohne
jeglichen Schweißvorgang
hergestellt werden können.
Erforderlich sind ausschließlich
Stanz- und Biegeschritte. Dies wird dadurch erreicht, dass der Verbindungssteg 122 zwischen
den oberen und unteren Schenkeln 123, 124 geneigt
zwischen einander diametral gegenüberliegenden Kanten 125, 126 dieser Schenkel 123, 124 verläuft. Das
Profil 127 erhält
dadurch einen Z–förmigen Querschnitt,
der sich unschwer bspw. aus einem Flacheisen biegen läßt.
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Gleichzeitig sind die nicht an den
Verbindungssteg 122 grenzenden Kanten 128, 129 des Profils 127 abermals
umgebogen, und zwar aufeinander zu, so dass sich zusammen mit seitlich
um zu dem Seil 15 parallele Kanten 130 hochgebogenen und
hinterschnitten konturierten Seitenschenkeln 131 des Spann-
oder Klemmelements 132 ein Formschluß nach Art eines Schwalbenschwanzes
ausbilden läßt. Damit
die Solarpaneele nicht auf kantenförmigen Endbereichen des Halteprofils 127 aufsitzen, sind
diese Endbereiche 133 abermals nach innen umgebogen, und
zwar vorzugsweise parallel zu den oberen und unteren Schenkeln 123, 124 des
Profils 127. Somit ergeben sich flächige Abstützungsbereiche 134, 135 für die Solarpaneele 111.
Diese Abstützungsbereiche 134, 135 sind
wie auch der Verbindungssteg 122 durch aufgeklebte Streifen 136 eines Schaumstoffs
oder sonstigen Elastomers gepolstert.
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Eine weitere Besonderheit der Ausführungsform 121 ist
der Arretierungsmechanismus. Wie bei der ersten Ausführungsform
besteht dieser aus einem hakenförmigen
Element 142 an einem Ende des Spann- oder Klemmelements 132 einerseits
sowie aus einem U-förmigen,
das Seil 15 untergreifenden Bügel 137 andererseits.
Im Gegensatz zu der Anordnung nach den 5 und 6 werden
auf die mit Gewinde versehenen Enden des Bügels 137 aufgeschraubte
Innengewindeelemente 138 nicht direkt gegen die Oberseite
des aus einem stabilen Blech gebogenen Spann- oder Klemmelements 132 festgezogen.
Vielmehr befindet sich dazwischen noch ein weiteres, in sich steifes
Element 139, das eine untere Kante 126 des Halteprofils 127,
vorzugsweise im Bereich des Verbindungsstegs 122, übergreift.
Mit seinem gegenüberliegenden
Ende stützt
sich das steife Element 39 an der Grundfläche des
Spann- oder Klemmelements 132 ab; es kann auch durch eine Umbiegung
dieses Teils 132 im eine zu dem Halteprofil 127 parallele
Kante gebildet und dadurch mit diesem verbinden sein. Werden nun
die Innengewindeelemente 138 festgezogen, so wird nicht
nur das Tragseil 15 gegen die Unterseite des Spann- oder Klemmelements 132 gepreßt und dadurch
fixiert; gleichzeitig wird auch mittels des steifen Elements 139 das
Halteprofil 127 fest in seinen durch die Hinterschneidungsbereiche
des Spann- oder Klemmelements 132 gebildeten Sitz gepreßt und solchermaßen ebenfalls
arretiert. Damit sich hierbei die Arretierungskräfte weitgehend gleichmäßig aufteilen,
kann zwischen dem ebenen Boden 140 des Spann- oder Klemmelements 132,
dessen Seitenschenkel 131 und dem steifen Element 139 ein
Keil 141, bspw. aus Hartgummi oder einem ähnlich „harten" Elastomer, aber
ggf. auch aus Metall, eingesetzt sein. Wenn dieser Keil 141 bis
etwa an den Fußbereich
bzw. die Kante 126 des Halteprofils 127 heranreicht,
kann er sich nicht weiter verschieben bzw. preßt zusätzlich gegen das Halteprofil 127,
um dieses festzulegen. Vorzugsweise wird der Keil 141 wie
auch der Boden 140 und das steife Element 139 von
je zwei Öffnungen
zum Hindurchtritt je eines Schenkels des U-förmigen Bügels 137 durchsetzt.
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Da bei der Ausführungsform 121 kein
Solarpaneel 111 direkt an der Unterseite des oberen Schenkels 123 des
Halteprofils 127 anliegt, können mittels einer Hinterschneidung ähnlich der
Seitenschenkel 131 nahezu beliebige Zusatzelemente oberhalb
der Halteprofile 127 befestigt werden. Hierbei ist bspw.
an Stützkonstruktionen
zu denken, welche eine Neigung der Ebene eines Solarpaneels gegenüber der
Ebene der Tragelemente 15 herbeiführen.
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Ein weiterer Vorzug der Ausführungsform 121 liegt
darin, dass die Halteprofile 127 während einer Lagerungsphase
platzsparend aneinandergeschoben werden können.
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Dies gilt insbesondere auch für das Halteprofil 152 der
Ausführungsform
151, welches etwa den folgenden Querschnitt aufweist: < Dieser besteht
aus einem Mittelsteg 153 mit einem um einen Winkel von weniger
als 90° in
eine erste Richtung (nach unten) umgebogenen Ansatz 154 an
der einen Endkante und einem zweiten Ansatz 155 an der
gegenüberliegenden
Endkante, der in die andere Richtung (nach oben) um mehr als 90° (zurück) umgebogen
ist.
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Das dazu passende Spann- oder Klemmelement 156 ist
mittels Laser aus einem Edelstahlblech ausgeschnitten und anschließend U-förmig gebogen. Die
beiden freien Außenkanten 157 der
Seitenschenkel 158 haben in einem mittleren Abschnitt einen
an den Querschnitt des Halteprofits 152 angepaßten Bereich.
Dieser zeichnet sich aus durch einen schräg verlaufenden Einschnitt 159 zur
Aufnahme des ersten Ansatzes 154 sowie aus einer V-förmigen Kerbe 160 zur
Aufnahme des anderen Ansatzes 155.
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An dem Mittelsteg 161 des
Spann- oder Klemmelements 156 ist im Bereich eines Endes,
vorzugsweise näher
dem schrägen
Einschnitt, ein Hakenelement 162 vorgesehen. Dieses ist
entgegen den Seitenschenkeln 156 aus der Ebene des Mittelstegs 161 herausgebogen,
um gegenüber
dem Drahtseil 15 leichtgängig verschiebbar zu sein.
Ein zurückgebogenes
Widerhakenelement 163 an seinem Ende umgreift das Drahtseil
und hält
dieses in der eingehakten Position gemäß 9 fest.
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An seinem anderen Ende weist der
Mittelsteg 161 des Spann- oder Klemmelements 156 ein oder
vorzugsweise zwei Bohrungen 164 auf. Dort kann mittels
Maschinenschrauben 165 ein Klemmplättchen 166 mit leicht
umgebogenen Kanten 167 festgeschraubt werden, unter dem
das Drahtseil 15 einklemmbar ist. Die umgebogenen Kanten 167 erfüllen dabei
eine ähnliche
Funktion wie das Widerhakenelement 163. Da die Maschinenschrauben 165 zum
Einlegen des Drahtseils 15 unter das Klemmplättchen 166 nicht
vollständig
gelöst
werden müssen,
läßt sich
das Spann- oder Klemmelement 156 mittels weniger Handgriffe
an einem Drahtseil 15 festlegen. Gleichzeitig kann zur
Fixierung des Halteprofils 152 an der Innenseite des Mittelstegs 161 eine weitere
Platte vorgesehen sein, die von den Schrauben 165 ebenfalls
durchgriffen und bei deren Festziehen gemeinsam mit dem Klemmplättchen 166 fixiert wird.
Diese Platte kann den zweiten, zurückgebogenen Ansatz 155 des
Halteprofils 152 übergreifen
und dadurch festklemmen.