DE3737183A1 - Verfahren zur herstellung des rahmens eines terrestrischen solargenerators - Google Patents

Verfahren zur herstellung des rahmens eines terrestrischen solargenerators

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von An­ spruch 1 und nach diesem Verfahren hergestellte Solargeneratoren.
Ein terrestrischer Solargenerator, vorzugsweise in Kleinbauweise, der parallel- und/oder seriengeschaltete, in einem Träger, insbesondere GFK- Träger, eingebettete Solarzellen und ein aus dem Träger herausgeführtes Anschlußkabel aufweist, ist aus dem DE-GBM 85 06 165 bekannt. Die Ränder des Trägers sind von einem umlaufenden Rahmen umgeben, durch den das An­ schlußkabel herausgeführt ist. Der Rahmen kann aus einem Rahmenoberteil und einem Rahmenunterteil bestehen, wobei alle Rahmenteile in Spritzguß­ technik separat hergestellt und dann zusammengefügt werden. Hierbei können der Rahmen bzw. das Rahmenoberteil und das Rahmenunterteil aus einem mechanisch festen Werkstoff oder aus einem elastischen Werkstoff bestehen. Auch ist es möglich, daß der Rahmen U-Profilform ausweist, aus einem elastischen Werkstoff hergestellt ist und als geschlossener Ring um die Schnittkanten des Trägers herumlegbar ausgeführt ist.
Weiterhin sind terrestrische Solargeneratoren bekannt, die als Verbund­ glasgenerator ausgeführt sind. Zweck der Rahmung eines derartigen Solar­ generators ist
  • 1. der Schutz des elastischen Materials beim Glasverbund vor Witterungs­ einflüssen, insbesondere schaden Wasser, Feuchtigkeit und Luft­ sauerstoff der Verbundglasqualität,
  • 2. der Schutz der offenen Glaskanten beim Standard-Verbundglasgenerator vor mechanischer Beschädigung durch Stoß usw. und
  • 3. eine montagefähige Einheit zu schaffen, die anschraubbar oder anklemm­ bar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung des Rahmens eines terrestrischen Solargenerators der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem zusammen mit der Herstellung des Kunststoffrahmens weitere für die Funktionen des Solargenerators bzw. des Rahmens erweiternde Maßnahmen in einem Arbeitsschritt durchgeführt werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1.
Ausgestaltungen der Erfindung gehen dahin, daß mit dem Kunststoffrahmen eine integrale Baueinheit bildende, vorgegebene Funktionen erfüllende Bau­ komponenten gleichzeitig hergestellt werden können. Auch sind gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Kunststoffrahmen und die Baukomponenten nach einem Reaction-Injection-Moulding-Verfahren mit einem Mehrkomponenten- Polyurethanelastomer in einem Umguß hergestellt. Hierbei wird das verwendete Mehrkomponentenmaterial, z. B. die Polypolkomponente Polyfast und die Isocyanatkomponente Isofast, vor dem Einspritzen in die Rahmenform zu einem hochreaktiven Harz gemischt, das nach sofortigem Eintritt in die Rahmenform innerhalb einer Zeit weniger als einer Minute aushärtet. Die Shore-Härte des verwendeten Materials kann derart eingestellt werden, daß eine ausreichende Steifigkeit der Bauteile und oder eine elastische (stoß- oder gummielastische) Aufnahme des Solargenerators sichergestellt ist. Der Kunststoffrahmen und die Baukomponenten können zusätzlich versteifende Profile enthalten.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei der Herstellung von Solargeneratoren Arbeitsschritte vereinfacht bzw. eingespart werden. Die gesamte Herstellung wird somit erheblich wirtschaftlicher gestaltet. Von Vorteil ist auch die Möglichkeit der Verwendung von bisher nicht üblichen Spritzgußmassen mit relativ hohen Viskositäten, hohen Spritzdrücken und hoher Temperaturbeständigkeit.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Solargeneratoren sind in den Unteransprüchen 7 bis 13 beschrieben.
Bei der Verwendung als integrales Dachkonstruktionselement oder als Solar­ generator-Schiebedach gemäß der Ansprüche 12 und 13 übernimmt der Rahmen gegebenenfalls mit seinen zusätzlichen Bauelementen vorteilhafterweise auch Dichtfunktionen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen jeweils ausschnittsweise
Fig. 1 bis 3 verschiedene Baukomponenten, die mit dem Kunststoffrahmen eines Solargenerators eine integrale Baueinheit bilden, und die
Fig. 4 und 5 jeweils einen besonderen Anwendungsfall von mit einem Kunst­ stoffrahmen eines Solargenerators eine integrale Baueinheit bildenden Dichtlippen bzw. Befestigungslaschen.
Der in Fig. 1 teilweise gezeigte Solargenerator 1 besteht im wesentlichen aus Solarzellen 2, einer Vergußmasse 3 und zwei einen Träger bildenden Glas­ platten 4. Die Ränder des Solargenerators 1 sind von einem Kunststoffrahmen 5 umgeben. Für diese Bauelemente werden in den Fig. 2 bis 5 dieselben Be­ zugszeichen verwendet. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist der Kunststoff­ rahmen 5 ein mit diesem mechanisch fest verbundenes Knickschutzelement 6 auf, das die aus dem Träger herausgeführten Anschlußkabel 7 aufnimmt. Kunststoff­ rahmen 5 und Knickschutzelement 6 bilden eine integrale Baueinheit, auf die - wie auch auf die nachstehenden Beispiele - die in den Unteransprüchen 2 bis 6 beschriebenen Maßnahmen Anwendung finden.
Gemäß Fig. 2 ist eine mit dem Kunststoffrahmen 5 eine integrale Baueinheit bildende Anschlußdose 8 vorgesehen, die die aus dem Solargenerator 1 heraus­ geführten Anschlußkabel 7 aufnimmt. In der Anschlußdose, die durch einen Deckel 9 mittels zeichnerisch nicht dargestellter Schrauben verschließ­ bar ist, erfolgt ein elektrischer Anschluß der Anschlußkabel 7 an zeichnerisch ebenfalls nicht dargestellte externe Anschlußkabel. Zwischen Deckel 9 und Anschlußdose 8 kann ein Dichtring 10 angeordnet werden, der in einer in der Wandung der Anschlußdose 8 vorgesehenen Nut gelagert ist.
Fig. 3 zeigt eine mit dem Kunststoffrahmen 5 in mechanischer Verbindung stehende Lasche 11, die eine Bohrung 12 aufweist. Mit Hilfe von zeichnerisch nicht dargestellten mehreren derartigen Befestigungslaschen und mit den Bohrungen 12 zusammenwirkenden Bolzen ist eine Befestigung des Solargene­ rators 1 an aus der Zeichnung nicht ersichtlichen Gestellen oder der­ gleichen möglich.
Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, kann der Kunststoffrahmen 5 an seinen Außenwänden Dichtlippen 13 aufweisen, die integraler Bestandteil des Kunststoffrahmens 5 sind. Zur integralen Verwendung eines derartigen Solargenerators 1 in einer Dachkonstruktion eines Hauses, Winter­ gartens oder dergleichen ist ein prinzipiell zweiteiliger Aufnahmerahmen 14 und 15 vorgesehen, der die Dichtlippen 13 aufweisenden Außenwände des Kunststoffrahmens 5 umfaßt und mit der Dachkonstruktion mechanisch fest verbunden ist. Der Kunststoffrahmen 5 des Solargenerators 1 übernimmt somit eine Dicht- und Montagefunktion.
Diese Funktionen werden auch bei dem in Fig. 5 dargestellten Beispiel von dem Kunststoffrahmen 5 eines Solargenerator-Schiebedaches erfüllt, das als Kipp- und/oder Hebedach ausgebildet sein kann. Auf dem vorzugsweise aus Metallblech bestehenden Unterteil 19 ist ein Verbund aus einer Glasab­ deckung 4 und einer Vergußmasse 3 mit dazwischen liegenden Solarzellen 2 angeordnet, wobei der Kunststoffrahmen 5 zwei Laschen 16 und 17 aufweist, von denen eine 17 die Stirnseite 18 des Unterteiles 19 und die andere 16 einen Teil des Solargenerators 1 teilweise umfassen. An den Kunststoffrahmen sind Dichtlippen 21 angeformt, die die Abdichtung zwischen dem Solargenerator­ schiebedach und der Dachkonstruktion 20 des Personenkraftwagens gegen Wetter­ einflüsse übernehmen. Es wird eine ästhetische Anordnung erzielt, deren Dichtwirkung zwischen dem Kunststoffrahmen 5 und der Dachkarosserie 20 durch eine zusätzliche zeichnerisch nicht dargestellte Filzdichtung erhöht werden kann.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung des Rahmens eines terrestrischen Solargenerators, der parallel- und/oder seriengeschaltete, in einem Träger eingebettete Solarzellen und Anschlußkabel aufweist, wobei der Rahmen, durch den die aus dem Träger herausgeführten Anschlußkabel geführt sind, vorzugsweise aus Kunststoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Solargenerator (1) in eine vorgefertigte Rahmenform eingelegt wird, daß in die Rahmenform der Kunststoff in flüssiger Form eingespritzt wird, und daß nach dem Aus­ härten (Polimerisation, Vernetzung usw.) des Kunststoffes der Solargene­ rator (1) zusammen mit seinem Rahmen (5) aus der Rahmenform herausge­ nommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff­ rahmen (5) nach einem Reaction-Injection-Moulding-Verfahren mit einem Mehr­ komponenten-Polyurethanelastomer in einem Umguß hergestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Herstellung von mit dem Kunststoffrahmen (5) eine integrale Baueinheit bildende, vorgegebene Funktionen erfüllende Baukomponenten (6, 8, 11, 13, 16, 17).
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Shore-Härte des verwendeten Materials für den Kunststoffrahmen (5) und die Baukomponenten (6, 8, 11, 13, 16, 17) derart eingestellt wird, daß eine ausreichende Steifigkeit der Bauteile und eine elastische Aufnahme des Solargenerators (1) sichergestellt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kunststoffrahmen (5) und die Baukomponenten (6, 8, 11, 13, 16, 17) zu­ sätzlich versteifende Profile eingebracht werden.
6. Nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellter Solargenerator, ge­ kennzeichnet durch ein mit dem Kunststoffrahmen (5) mechanisch fest ver­ bundenes Knickschutzelement (6) zur Aufnahme der aus dem Träger (1) herausgeführten Anschlußkabel (7).
7. Nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5 hergestellter Solargenerator, dadurch gekennzeichnet, daß als Baukomponente eine Anschlußdose (8) vorgesehen ist, die die aus dem Träger (1) herausgeführten Anschlußkabel (7) aufnimmt und eine gegen Umwelteinflüsse dichte Verbindung mit externen Anschlußkabeln ermöglicht.
8. Solargenerator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ schlußdose (8) durch einen Deckel (9) verschließbar ist.
9. Solargenerator nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen zwischen der Anschlußdose (8) und dem Deckel (9) angeordneten Dichtring (10), der in einer in der Wandung der Anschlußdose (8) vorgesehenen Nut gelagert ist.
10. Nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellter Solargenerator, ge­ kennzeichnet durch mit dem Kunstrahmen (5) in mechanischer Verbindung stehenden Laschen (11), die Bohrungen (12) zur Aufnahme von mit Gestellen zusammenwirkenden Bolzen aufweisen.
11. Nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5 hergestellter Solargenerator, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kunststoffrahmen (5) an seinen Außenwänden Dicht­ lippen (13) aufweist, die integraler Bestandteil des Kunststoffrahmens (5) sind.
12. Solargenerator nach Anspruch 11 zur integralen Verwendung in einer Dachkonstruktion eines Hauses, Wintergartens oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiteiliger Aufnahmerahmen (14, 15) vorgesehen ist, der die Dichtlippen (13) aufweisenden Außenwände des Kunststoff­ rahmens (5) umfaßt und mit der Dachkonstruktion mechanisch fest ver­ bunden ist.
13. Nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5 hergestellter Solargenerator zur Verwendung als Solargenerator-Schiebedach eines Personenkraftwagens oder dergleichen, wobei auf einem Unterteil aus vorzugsweise Metallblech ein Verbund aus einer Glasabdeckung und einer Vergußmasse mit dazwischen liegenden Solarzellen angeordnet und das Solargeneratorschiebedach vorzugsweise als Kipp- und/oder Hebedach ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffrahmen (5) angeformte Dichtlippen (21) aufweist, die die Abdichtung zwischen dem Solargeneratorschiebedach und der Dachkarosserie (20) gegen Wettereinflüsse übernehmen.
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