DE29822489U1

DE29822489U1 - Dacheindeckungselement (Solardachziegel)

Info

Publication number: DE29822489U1
Application number: DE29822489U
Authority: DE
Original assignee: Erlus Baustoffwerke AG
Current assignee: Erlus AG
Priority date: 1998-12-17
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 1999-02-25
Anticipated expiration: 2008-12-18

Description

35173 20/la Erlus Baustoffwerke AG
Hauptstraße 106
84088 Neufahrn

Dacheindeckungselement (Solardachziegel)

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Dacheindeckungselement (Solardachziegel) zur Gewinnung elektrischer Energie aus Sonneneinstrahlung, mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Solardachziegel sind in großer Anzahl vorbeschrieben, bei denen auf der Sichtseite eines Dachziegels, der aus beliebigem Material bestehen kann, eine Solarzellenplatte befestigt ist. Neben einer Verbindung der Solarzellenplatte mit dem Dachziegel durch Ankleben oder durch Eingießen der Solarzellenplatte in eine Kunststoffschicht (DE 19 00 069 Al, DE 295 10 147 Ul) sind auch Solardachziegel bekannt, bei denen die Solarzellenplatte formschlüssig mit dem Dachziegel verbunden ist, z. B. durch Anschrauben (DE 196 19 369 Al) oder durch ein elastisches Einrasten in Ausnehmungen der Dachziegel-Sichtseite (DE 43 32 873 Al, DE 44 11 458 Al). Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Solardachziegel, bei dem eine formschlüssige Verbindung vorgesehen ist.

Bei einem Solardachziegel der eingangs genannten Art wird eine elastische Verformbarkeit der Solarzellenplatte oder deren Halterung dazu ausgenützt, diese in Ausnehmungen einschnappen zu lassen, die an den seitlichen Wandungen der

sichtseitigen Dachziegelmulde ausgebildet sind. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die Form zur Herstellung des Dachziegels aufgrund der durch die Ausnehmungen bedingten Hinterschneidungen komplizierter gestaltet werden muß und der Herstellungsvorgang entsprechend umständlicher abläuft. Dies erhöht den Preis des Dachziegels.

Bei dem vorstehend erwähnten bekannten Solardachziegel, bei dem die Solarzellenplatte durch Anschrauben befestigt ist, sind am Boden der Dachziegelmulde einstückig angeformte Befestigungsdome vorgesehen, auf deren Kopffläche die Solarzellenplatte aufliegt und durch Schrauben befestigt ist, welche sich durch die Dome hindurch zur Unterseite des Dachziegels erstrecken und dort mittels einer Überwurfmutter oder einer Aufsatzklemme gekontert sind. Durch dieselben Durchgangsbohrungen werden auch die Zu- und Ableitungen der Solarzellenplatte zur Unterseite des Dachziegels geführt und können dort zu dem erforderlichen Verbund mit den weiteren Solardachziegeln zusammengeschlossen werden. Da bei diesem Dachziegel keine Hinterschneidungen vorliegen, ist deren Form und Herstellungsvorgang relativ einfach. Nachteilig ist jedoch die Befestigung der Solarzellenplatte mittels Schrauben und Muttern, die eine Zugänglichkeit des Dachziegels sowohl von der Sichtseite als auch von der Unterseite voraussetzt und die daher bereits vor dem Verlegen des Dachziegels vorgenommen werden muß. Das ist deshalb problematisch, weil die Solardachziegel bereits vor dem Eindecken des Daches mit den Solarzellenplatten komplettiert sein müssen, um dem Dachdecker das Anschrauben auf dem Dach zu ersparen. Beim Transport der kompletten Solardachziegel sind die Solarzellenplatten aber gefährdet.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Solardachziegel der eingangs genannten Art zu schaffen, der ohne eine ins Gewicht fallende Änderung der Form und des Herstellungsvorgangs des Dachiegels eine einfache Verbindung der Solarzellenplatte mit dem Dachziegel ohne

Zuhilfenahme von Werkzeugen und auch erst bei dem Verlegen des Dachziegels auf dem Dach gestattet..

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gestaltung nach dem Kennzeichen des Anspruches 1.

Der bei dem erfindungsgemäßen Solardachziegel vorgesehene Durchbruch in der Muldenfläche läßt sich ohne weiteres mittels einer nur geringfügigen Änderung der schon bestehenden Herstellungsform erzeugen. Der an der Unterseite der Solarzellenplatte vorgesehene Dübel, der zweckmäßigerweise aus einem federelastisch verformbaren Kunststoff, aber auch aus Metall bestehen kann, ist auf die Abmessungen des Durchbruchs derart abgestimmt, daß er zum Zweck der Befestigung nur in diesen esingedrückt zu werden braucht. Die Art der Halterung des Dübels in dem Durchbruch kann unterschiedlich sein:

So kann daran gedacht sein, die elastische Verformbarkeit des Dübels quer zu seiner Steckachse dazu heranzuziehen, daß dadurch der Dübel mit seiner Außenfläche kräftig und unter hohem Reibschluß an der Durchbruchwandung anliegt und dadurch gehalten ist. In diesem Fall wirkt der Dübel als Klemmdübel, wobei durch den Eindrückvorgang die Außenfläche des Dübels zunehmend eingedrückt wird. Zweckmäßigerweise verjüngt sich der Dübel in diesem Fall in Einsteckrichtung in einem bestimmten Ausmaß.

Es kann aber auch an ein rein formschlüssiges Zusammenwirken des Dübels mit dem Durchbruch gedacht werden. In diesem Fall sind an der Außenfläche des Dübels Vorsprünge vorgesehen, deren Lage an dem Dübel so auf die Durchbruchtiefe abgestimmt ist, daß die Vorsprünge nach dem Durchsetzen des Durchbruchs und nach vorheriger elastischer Vorformung den unteren Durchbruchrand formschlüssig hintergreifen können. Diese beiden Befestigungsarten können auch miteinander kombiniert werden.

Um die erforderliche Dichtheit des Dachziegels gegenüber einem Eindringen von Wasser zu gewährleisten, ist entweder der Dübel selbst so geformt und aus einem elastomeren Material hergestellt, daß er im eingedrückten Zustand den Durchbruch abdichtet, oder es ist ein Dichtring vorgesehen, der von oben her am Durchbruchrand anliegt. Bei der vorstehend erläuterten Gestaltung des Dübels derart, daß Vorsprünge den unteren Durchbruchrand formschlüssig hintergreifen, kann ein solcher Dichtring mit Vorteil dazu herangezogen werden, die Vorsprünge unter Vorspannung in engem Kontakt mit dem unteren Durchbruchrand zu halten. Hierzu besteht der Dichtring aus einem elastomeren oder Gummi- Material, das beim Einsteckvorgang des Dübels in den Durchbruch kräftig komprimiert wird, so daß dadurch nach dem Einschnappen der DübelvorSprünge unter den unteren Durchbruchrand der Dübel mit einer von dem Dichtring ausgeübten axialen Vorspannung in dem Durchbruch gehalten ist. In diesem Fall übernimmt der Dichtring sowohl eine Dicht- wie eine Haltefunktion.

Zusätzlich zu dem Dichtring kann nach einer weiteren Ausbildung vorgesehen sein, daß der Durchbruch auf der Sichtseite von einem Umlenkelement zumindest teilweise umschlossen ist. Das Umlenkelement kann eine Rille im Muldenboden oder eine vom Muldenboden vorspringende Ringerhebung sein. In letzterem Fall ist es zweckmäßig, den Dichtring so auszubilden, daß er an die Oberseite der Ringerhebung und an deren Innenfläche zugleich dichtend angedrückt wird.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung sind die Anschlußleitungen der Solarzellenplatte durch den Dübel hindurchgeführt, so daß sie nach der Befestigung der Solarzellenplatte an der Unterseite des Dachziegels austreten und dort zur Verbindung mit den jeweils benachbarten Solardachziegeln zur Verfügung stehen. Da die Solarzellenplatte ein Energiewandlerelement zur Gewinnung elektrischer Energie ist, handelt es sich bei den

Anschlußleitungen um elektrische Leitungen mit den entsprechenden Steckverbindungen.

Nach einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung kann der Dübel hohl ausgebildet sein, so daß ein von dem unteren Dübelende her zugänglicher Innenraum vorliegt. Insbesondere bei einem Dübel aus Kunststoffmaterial kann daran gedacht sein, ein Relaxieren des Materials und eine dadurch bedingte Verringerung der Anpreßkraft, mit welcher die Dübelaußenfläche an die Durchbruchwandung angepreßt wird, zu verhindern, indem unmittelbar vor dem Eindrücken des Dübels in den Durchbruch in dessen Innenraum eine aushärtende Kunststoffmasse eingefüllt wird. Diese kann elastisch aushärten, so daß dadurch der unmittelbar nach dem Eindrückvorgang bestehende Verformungszustand des Dübels bleibend aufrecht erhalten wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie aus weiteren Unteransprüchen. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Sichtseite eines Dachziegels als Teil des erfindungsgemäßen Solardachziegels;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Untenansicht einer Solarzellenplatte zur Gewinnung elektrischer Energie aus Sonneneinstrahlung;

Fig. 4 eine Seitenansicht der Solarzellenplatte gemäß Fig. 3;
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Fig. 5 in vergrößertem Maßstab den an der Solarzellenplatte gemäß Fig. 3, 4 befestigten Dübel im Axialschnitt;

Fig. 6 eine Untenansicht des Dübels gemäß Fig. 5, und

Fig. 7 einen Querschnitt analog zu Fig. 2 des erfindungsgemäßen Solardachziegels.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Dachziegel 1 ist ein vorzugsweise aus Ton hergestellter Falzdachziegel mit der üblichen Verfalzung, die für die vorliegende Erfindung keine Rolle spielt. Auf seiner Sichtseite (Fig. 1) weist der Dachziegel 1 eine von einer Leiste 2 auf 3 Seiten und von dem Deckfalz 3 umrandete Mulde 4 auf, die eine Rechteckform hat und auf die Größe einer Solarzellenplatte 5 (Fig. 3) abgestimmt ist. Im Boden 6 der Mulde 4, etwas oberhalb deren Längsmitte, ist ein kreisförmiger Durchbruch 8 ausgebildet, dessen obere Hälfte von einer halbkreisförmigen Ringerhebung 10 umschlossen ist. Die Ringerhebung 10 dient als Umlenkelement, um Regen- und Tauwasser zur Traufseite des Dachziegels 1 hin umzulenken. Um den Abfluß des Wassers aus der Mulde 4 zu gewährleisten, sind in dem quer verlaufenden unteren Teil der Leiste 3 Durchtrittslücken 12 vorgesehen.

Wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, ist an der Unterseite der Solarzellenplatte 5 ein Dübel 14 befestigt, der aus einem elastomerem Kunststoffmaterial mit federelastischen Eigenschaften besteht und durch ein Klebemittel mit der Solarzellenplatte 5 verbunden ist. Das Klebemittel ist bei 51 angedeutet. Der Dübel 14 hat einen hohlen Schaft 140, an dessen oberem Ende ein Befestigungsflansch 141 ausgebildet ist, während sich in dem unteren Endabschnitt ein von der Außenfläche vorspringender, sich zum freien Ende nach unten hin verjüngender ringförmiger Vorsprung 142 befindet. Die Schaftwandung weist zwei diametrial gegenüberliegende axial sich bis nahe an den Befestigungsflansch 141 erstreckende Schlitze 144 auf, durch welche zwei Federzungen 145 gebildet sind. Die Federzungen umschließen einen Dübelinnenraum 146, in den von oben her eine

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Durchtrittsöffnung 147 in dem Befestigungsflansch 141 mündet.

Im befestigten Zustand umschließt den Befestigungsflansch 141 des Dübels 14 ein an der Unterseite der Solarzellenplatte 5 anliegender, aus einem elastomeren Kunststoffmaterial bestehender Dichtring 148, dessen Dicke diejenige des Befestigungsflansches 141 deutlich übertrifft.
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Den Innenraum 146 des Dübels 14 durchsetzen die Anschlußleitungen 52, 53 der Solarzellenplatte 5, die jeweils Steckkontakte 54, 55 tragen.

Die Befestigung der Solarzellenplatte 5 an dem Dachziegel 1 erfolgt dadurch, daß die Solarzellenplatte in entsprechender Ausrichtung relativ zur Mulde 4 mit dem Dübel 14 an den Rand des Durchbruchs 8 angesetzt und nach unten gedrückt wird. Durch die Druckkraft und durch die Teilkonusfläche des Ringabschnitts 142 an dem Dübel 14 werden dessen Federzungen 145 radial nach innen gebogen, bis der Ringabschnitt 142 den Durchbruch 8 passiert hat. Ab diesem Zeitpunkt nehmen die Federzungen wieder ihren unverformten Zustand ein, d. h. schnappen hinter dem unteren Durchbruchrand ein und hintergreifen mit der von dem Ringabschnitt 142 gebildeten Schulter den Durchbruchrand formschlüssig. In Fig. 7 ist der Fügezustand dargestellt, bei dem die auf die Solarzellenplatte ausgeübte Druckkraft noch soweit wirksam ist, daß der Ringabschnitt 142 mit der von ihm gebildeten Schulter noch nicht an der Unterseite des Durchbruchrandes anliegt. In diesem Zustand ist der teilweise an der Oberfläche der Ringerhebung 10 und teilweise an dem Muldenboden 6 (nicht gezeigt) anliegende Dichtring 148 so stark zusammengedrückt, daß er eine neich oben gerichtete Rückstellkraft auf die Unterseite der Solarzellenplatte 5 ausübt. Wird nun die Solarzellenplatte 5 losgelassen, so hebt sie der stark komprimierte Dichtring 148 wieder nach

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oben soweit an, daß die Schulter des Ringabschnitts 142 an den unteren Rand des Durchbruchs 8 angepreßt wird. Damit ist die Solarzellenplatte 5 abgedichtet und formschlüssig gehalten.
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Claims

35173 20/la Erlus Baustoffwerke AG Hauptstraße 106 5 84088 Neufahrn Ansprüche

1. Dacheindeckungselement zur Gewinnung von elektrischer Energie aus Sonneneinstrahlung, mit einem Dachziegel (1), der zur Aufnahme einer Soleirzellenplatte (5) in einer Mulde (4) auf seiner Sichtseite ausgebildet ist und mindestens eine Öffnung (8) aufweist, in welche die Solarzellenplatte unter Ausnutzung von elastischer Verformung einrastbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnung ein Durchbruch (8) in der Mulde (4) ist, in welchen ein mit der Unterseite der Solarzellenplatte (5) fest verbundener federelastischer Dübel (14) eindrückbar ist.

2. Dacheindeckungselement nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Dübel (14) den unteren Rand des Durchbruchs (8) mit an der Dübelaußenfläche vorgesehenen Vorsprüngen (142) formschlüssig hintergreift.

3. Dacheindeckungselement nach Anspiruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dübel (14) mit seiner Dübelaußenfläche unter federelastischer Vorspannung an die Umfangsfläche des Durchbruchs (8) angepreßt ist.

4. Dacheindeckungselement nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen der Muldenfläche (6) und der Unterseite der Solarzellenplatte (5) eine Dichtscheibe (148) aus elastomerem oder Gummi-Material eingeordnet ist.

5. Dacheindeckungselement nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet,

daß der Durchbruch (8) in der Muldenfläche (4,6) von einem Wasser-Umlenkelement (10) zumindest teilweise umschlossen ist.

6. Dacheindeckungselement nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Umlenkelement eine von der Muldenfläche vorspringende Ringerhebung (10) ist, an welcher die Dichtscheibe (148) anliegt.

7. Dacheindeckungselement nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet,

daß der Dübel (14) hohl und beim Eindrückvorgang in den Durchbruch (8) mit einer die Halteposition fixierenden aushärtbaren Masse gefüllt ist.
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8. Dacheindeckungselement nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet,

daß die Anschlußleitungen " (52,53) der Solarzellenplatte den Dübel (14) durchsetzen und an der Unterseite des Dachziegels (1) austreten.