WO2014198715A1 - Tragstruktur für parabolrinnenkollektor - Google Patents

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WO2014198715A1
WO2014198715A1 PCT/EP2014/062012 EP2014062012W WO2014198715A1 WO 2014198715 A1 WO2014198715 A1 WO 2014198715A1 EP 2014062012 W EP2014062012 W EP 2014062012W WO 2014198715 A1 WO2014198715 A1 WO 2014198715A1
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WO
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truss
trussed
joint
clinching
pulleys
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PCT/EP2014/062012
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus BALZ
Wolfgang Schiel
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Sbp Sonne Gmbh
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S25/10—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules extending in directions away from a supporting surface
    • F24S25/13—Profile arrangements, e.g. trusses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/74—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with trough-shaped or cylindro-parabolic reflective surfaces
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/04—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal
    • E04C2003/0486—Truss like structures composed of separate truss elements
    • E04C2003/0495—Truss like structures composed of separate truss elements the truss elements being located in several non-parallel surfaces
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/04—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal
    • E04C3/08—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal with apertured web, e.g. with a web consisting of bar-like components; Honeycomb girders
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47—Mountings or tracking

Definitions

  • the present invention relates to a framework according to the preamble of claim 1.
  • part of the invention is a method for joining two trussed slices of a steel framework, in particular a supporting structure of a parabolic trough collector according to the preamble of claim 11.
  • Parabolic trough collectors are sun-tracking, focusing solar collectors. Its uniaxially parabolically curved mirror surface reflects the sunlight onto a vacuum-insulated absorber tube mounted along the focal line of the mirror surface.
  • a heat transfer medium pumped through the absorber tube - usually a synthetic thermal oil - is heated by the concentrated solar radiation.
  • loops By connecting several parabolic trough collectors in series, several hundred meter long strands, known as loops, are created.
  • the hot heat transfer medium of a large number of these loops is collected and, for example, fed centrally to a steam generator, which is followed by a conventional steam turbine with a generator for generating electrical energy.
  • the mirror surface with the absorber tube is usually hydraulically tracked to the position of the sun.
  • the segments or trusses are connected to each other by means of clinching.
  • the clinching also called clinching, pressure joining, forming or toxing, is a well-known method. It is a joining by forming, with which sheets or other good formable materials without the use of fasteners or filler materials can be inextricably linked.
  • the framework according to the invention is preferably provided for joining a support structure, which serves for fastening a mirror surface of a parabolic trough collector.
  • the individual trussed slices are to be assembled by clinching into a cuboid support structure or support structure segments, wherein subsequently the support structure segments can also be connected to each other by clinching.
  • the invention is not limited to the connection of trussed slices of a support structure of a parabolic trough collector, but can be used for the production of any structures constructed like a truss.
  • the joint must be accessible on both sides and is formed from two flush fitting parts, preferably sheets or angles. It is therefore envisaged that the joint of the trussed slices is outside an outer envelope contour of the truss.
  • the joint of the trussed slices is formed by two adjacent surfaces of a respective flat steel, each flat steel is part of one of the trussed slices to be joined.
  • the flat steel can be firmly connected to the respective half-timbered disc. In the intended joining position, the flat steel lie flat against each other.
  • the joint of the trussed slices is formed by two abutting legs of an angle or section steel, each angle or section steel is part of one of the two trussed slices to be joined.
  • the angle or section steel can be connected in an analogous manner firmly with the respective half-timbered disc.
  • the contiguous joining parts flat steel and / or legs of the angle elements
  • the contiguous joining parts must be aligned so that at least parts of the flat steel or legs of the angle elements lie flat against each other and should protrude beyond the truss pulley.
  • Such an arrangement is easily accessible for the joining tool and offers ideal conditions for the joining according to the invention by clinching.
  • the joining parts are arranged to provide the joint.
  • a suitable orientation of the joint plane of the compensation of manufacturing tolerances of the segments or trusses can be considerably simplified.
  • the joint of the truss discs is arranged in a linear extension of an axis or parallel to the axis of one of the two adjacent truss discs.
  • the joint of the truss discs is provided at an angle to an axis of one of the two adjacent truss discs.
  • a contact surface of the two adjoining parts to provide the joint runs at an angle to the axes of the trusses. If, for example, the contact surface to the axis of the two trussed slices runs at an angle of 45 °, a uniform force distribution is provided on both joining parts to provide the joint.
  • the joints of the trussed slices allow a two-dimensional tolerance compensation of the trussed slices before the clinching. This is made possible by the above-mentioned alignment of the flat steel and / or the legs of the angle elements, which lie flat against each other for clinching. It is easily possible to move the flat steel and / or the legs of the angle elements parallel to the contact surface (ie in two dimensions) and adjust as desired.
  • Figure 1 is a schematic diagram of a parabolic trough collector according to the prior art
  • Figure 2 is an isometric view of a parabolic trough collector
  • FIG. 3 shows a support structure according to the invention in detail
  • Figure 4 shows the four trussed slices of the support structure of Figure 3 in an exploded view
  • Figure 5 is a schematic representation of the clinching
  • Figure 6 is a schematic representation of a tool for clinching
  • Figure 7 shows a first possible embodiment of a joint of two truss discs
  • FIG. 8 shows the joint of two trussed disks from FIG. 7 after an adjustment
  • Figure 9 shows a second possible embodiment of a joint of two truss discs
  • Figure 10 shows a device for aligning the trusses and adjusting the joints
  • FIG. 11 shows a representation of the device from FIG. 10 with inserted trussing disks
  • FIG. 12 a representation of the clinching in the device of FIGS. 10 and 11.
  • FIG. 1 shows a basic illustration of a parabolic trough collector 10.
  • the parabolic trough collector 10 substantially comprises a uniaxially parabolically curved reflecting mirror surface 12.
  • the mirror surface 12 consists of a curved glass pane provided with a vapor-deposited metal layer and focuses incident sun rays 14 onto a so-called focal line 16. The location the focal line 16 depends on the geometry of the mirror surface 12.
  • a vacuum-insulated absorber tube 18 is arranged on a holder.
  • the absorber tube 18 is preferably provided with a selective coating 19 inside.
  • the parabolic trough collector 10 concentrates the incident sunlight by a factor of 80 to 120.
  • a heat transfer medium pumped through the absorber tube 18 - usually a synthetic thermal oil or heat transfer fluid (HTF) - is heated to about 400 by the focused solar radiation ° C - 600 ° C heated.
  • HTF heat transfer fluid
  • Other heat transfer media are known and applicable which allow temperatures in excess of 500 ° C.
  • parabolic trough collector 10 is uniaxial, preferably hydraulically tracked along with mirror surface 12 and absorber tube 18, the changing position of the sun during the day.
  • the mirror surface 12 is rotatably mounted with the absorber tube 18 via a hinge 17.
  • a single parabolic trough collector segment is about 10 meters to 30 meters long. By connecting several elements in series, several hundred meter long collectors can be created.
  • the width of the mirror surface 12 may be several meters (e.g., 8 m).
  • collector units connected in series form so-called collector loops with a length of 500 - 1000 meters.
  • the heated in the absorber tubes 18 of the loops heat transfer medium is collected and fed centrally to a steam generator, the example.
  • B. a power generator is connected downstream (not shown).
  • the support structure In addition to horizontally acting wind loads, wind-induced torsion loads as well as a certain permissible deformation in the design and manufacture of a suitable support structure must be taken into account.
  • the support structure must be formed torsionally rigid so that the deformation of the mirror surface 12 remains safely below predetermined limits. Otherwise, there is a risk that the mirror surfaces 12 break.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a parabolic trough collector 10, which is arranged on a support structure 20.
  • the support structure 20 is formed as a steel truss.
  • the curved mirror surface 12 of the parabolic trough collector 10 is fixed to the torsionally rigid support structure 20.
  • the support structure 20 consists of four similarly formed half-timbered disks 21.1 to 21.4 and preferably has a square cross-section.
  • FIG. 3 shows the support structure 20 of FIG. 2, which consists of two support structure segments 25 'and 25 ".
  • FIG. 4 shows the trussed disks 21.1 to 21.4 in detail, which are preferably assembled in each case into an elongate support structure segment 25 'and 25' with a square cross section. Subsequently, both segments 25 'and 25' ', for example. Connected by connecting struts 26 to the support structure 20.
  • the support structure 20 can be produced, for example, with dimensions of about 1.9 m ⁇ 1.9 m and a length of about 24 m.
  • the half-timbered disks 21.1 to 21.4 are assembled in a conventional manner from rods 22 and nodes 23.
  • the rods 22 are, for example, flat iron, angle iron or T-profiles, which are connected to each other at the node 23, preferably welded.
  • straps 24 may be provided.
  • the respective reference numerals are only isolated and are assigned to the corresponding elements in FIGS. 3 and 4 by way of example.
  • the half-timbered disks 21 In the case of known parabolic trough collectors 10, the half-timbered disks 21 must be produced with the utmost precision because they are subsequently connected on site by means of screws. This increases the manufacturing costs.
  • a tolerance compensation between individual half-timber discs 21 can only be achieved by adjustment in slots or so-called "lining plates". In many cases, tolerance compensation is completely dispensed with, which leads to high demands in production or possibly to a more inaccurate geometry.
  • the abovementioned disadvantages are avoided by a suitable structural design of the supporting structure 20 or of its half-timbered disks 21.1 to 21.4 and the joining of the half-timbered disks 21.1 to 21.4 by the use of clinching during assembly.
  • the clinching also called clinching, pressure joining, forming or forming Toxen, is a known from the sheet metal joining process with which sheets or other well-shaped plate-like materials without the use of fasteners or filler materials can be permanently connected.
  • FIG. 5 shows in three basic representations the essential method steps of clinching.
  • the joining tool 27 essentially comprises a joining punch 30 and a die 32.
  • FIG. 6 additionally shows a schematic representation of a modified tool 27 for clinching.
  • the tool 27 additionally comprises a holding-down device 36, which is placed on the joining part 28 for pressing on top, and an anvil 38, which creates a stable support for the joining parts 28, 28 '.
  • the anvil 38 can be vertically movable and then also serves as an ejector for the joined joint.
  • This tool 27 is attached to a C-shaped main body (not shown).
  • connection between the joining parts 28 must be constructively arranged and designed so that the actual joint 29 is accessible from both sides for the tool 27.
  • FIG. Figure 7 shows e.g. the half-timbered disc 21.1, which is to be connected at right angles to the half-timbered disc 21.2.
  • the half-timbered disc 21.1 has a flat steel 40 which is firmly connected (for example welded) to the half-timbered disc 21.1 at its free end. Furthermore, the half-timber disk 21.2 has an angle element 42 which is fixedly connected to the half-timber disk 21.2 at one end thereof.
  • the flat steel 40 and the free leg of the angle element 42 are each arranged on the truss plate 21.1 and 21.2, that they are in the rectangular assembly of the truss plates 21.1 and 21.2 together.
  • This surface is referred to as contact surface 39 and extends parallel to the plane spanned by the X-axis and the Z-axis.
  • the contact surface 39 extends in the direction of the horizontally arranged half-timbered disc 21.1.
  • the half-timber disk 21.2 is very rigid in the direction of the Y axis, the half-timber disk 21.1 which is softer in the direction of the Y axis will bend towards the angle element 42 when the two joining parts (here 42 and 40) are pressed together before being joined.
  • the free leg of the angle member 42 and the free end of the flat steel 40 is so far out of the outer contour of the support structure 20 that a possible joint 29 is well accessible from the tool 27 for clinching.
  • the hold-down device 36 and the anvil 38 of the joining tool 27 must be able to be placed in the area of the joint 29.
  • the flat steel 40 and with it the half-timber disk 21.1 with respect to the angle element 42 and the half-timber disk 21.2 in two directions (X-axis and Z-axis) are mutually adjustable.
  • FIG. 8 shows by way of example a tolerance compensation of the two half-timbered disks 21.1 and 21.2 which is possible according to the invention and a resulting offset position of the joint 29.
  • Figure 9 shows, as a further example, the truss disc 21.3, e.g. to be connected at right angles with the half-timbered disc 21.4.
  • Both half-timbered disks 21.3 and 21.4 each have an angle element 44 and 46, which are respectively firmly connected to the half-timbered disk 21.3 or 21.4.
  • the contact surface 39 between the angle elements 44 and 46 is placed so that they lie in the rectangular assembly of the truss plates 21.3 and 21.4 in the bisector between the truss plates 21.3 and 21.4.
  • Such an arrangement of the contact surface 39 may be advantageous if it is not clear which of the two half-timber disks 21.3 or 21.4 can be made more precisely than the other.
  • the free contiguous parts of the angle elements 44 and 46 are brought out so far on the outer contour of the support structure 20, that a possible joint 29 is accessible to the tool 27 for clinching.
  • the hold-down device 36 and the anvil 38 of the joining tool 27 must be able to be placed.
  • the two angle elements 44 and 46 are adjustable in two directions.
  • the adjustment is possible according to a coordinate system shown in Figure 9 in an X-Z plane.
  • FIG. 10 shows such a device 48.
  • the device 48 On a production line 50 of the device 48 holding racks 52 are arranged, in which the prefabricated truss pulleys 21.1 to 21.4 can be used and aligned.
  • the device 48 comprises one or more movable on rails 54 joining tools 27 for permanent connection of the truss plates 21.1 to 21.4 by means of clinching.
  • the device 48 is adapted to simultaneously machine the support structure 20 from both sides of the production line 50. This can also be done fully automatically or manually.
  • FIG. 11 shows the prefabricated trussed disks 21.1 to 21.4 after they have been inserted and aligned in the holding racks so that the support structure 20 with a square cross-section results.
  • the individual elements 40, 42 or 44, 46 for connecting the truss plates 21.1 to 21.4 are designed such that they lie against one another when the truss discs 21.1 to 21.4 have been used and aligned in the device 48.
  • Figure 12 shows the production line 50 during the clinching operation.
  • the two joining tools 27 pass the trussing disks 21.1 to 21.4 and, in the region of the intended joints 29, connect the previously aligned and adjusted trussed disks 21.1 to 21.4 in the manner according to the invention by clinching.
  • the prefabricated segments 25 'and 25 "of the support structure 20 can also be connected to one another by the connecting struts 26 by the same method. This could e.g. after a transport of the segments 25 'and 25' 'by a mobile joining tool 27 manually performed on site.

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Abstract

Fachwerk umfassend mehrere vorgefertigte Fachwerkscheiben (21.1, 21.2, 21.3, 21.4), wobei jedes Fachwerkscheibe (21.1, 21.2, 21.3, 21.4) Stäbe (22) und Knoten (23) umfasst. Die Fachwerkscheiben (21.1, 21.2, 21.3, 21.4) sind mittels Durchsetzfügens orthogonal oder linear miteinander verbunden.

Description

[Bezeichnung der Erfindung erstellt durch ISA gemäß Regel 37.2]TRAGSTRUKTUR FÜR PARABOLRINNENKOLLEKTOR
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fachwerk nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Außerdem ist Teil der Erfindung eine Tragstruktur zum Befestigen einer Spiegelfläche eines Parabolrinnenkollektors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Außerdem ist Teil der Erfindung ein Verfahren zum Fügen zweier Fachwerkscheiben eines Stahlfachwerks, insbesondere einer Tragstruktur eines Parabolrinnenkollektors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Parabolrinnenkollektoren sind der Sonne nachgeführte, fokussierende Solarkollektoren. Ihre einachsig parabolisch gekrümmte Spiegelfläche reflektiert das Sonnenlicht auf ein entlang der Brennlinie der Spiegelfläche angebrachtes vakuumisoliertes Absorberrohr. Ein durch das Absorberrohr gepumptes Wärmeträgermedium - in der Regel ein synthetisches Thermoöl - wird durch die konzentrierte Solarstrahlung erhitzt. Durch Hintereinanderschalten von mehreren Parabolrinnenkollektoren entstehen mehrere hundert Meter lange Stränge, so genannte Loops. Das heiße Wärmeträgermedium einer großen Anzahl dieser Loops wird gesammelt und bspw. zentral einem Dampferzeuger zugeführt, dem eine konventionelle Dampfturbine mit einem Generator zur Erzeugung elektrischer Energie nachgeschaltet ist. Die Spiegelfläche mit dem Absorberrohr wird in der Regel hydraulisch dem Stand der Sonne nachgeführt.
Die parabelförmig gekrümmte Spiegelfläche wird in der Regel auf einer fachwerkartig aufgebauten, torsionssteifen Tragstruktur montiert und von dieser gehalten.
Diese Tragstruktur wird üblicherweise aus vier Fachwerkscheiben gebildet, die aus Stäben und Knoten aus Stahl zusammengesetzt sind. Vier solcher Fachwerkscheiben werden zu einer länglichen Tragstruktur (Länge etwa 12 - 24 m) mit in der Regel quadratischem Querschnitt zusammengebaut. Da der Transport einer solche Tragstruktur sehr kostenaufwändig ist, müssen sie vor Ort aus vorgefertigten Teilen zusammengesetzt werden.
Dieses Zusammensetzen vor Ort erfolgt in der Regel bekanntermaßen mit Schrauben, was verschiedene Nachteile mit sich bringt:
Zum einen sind leistungsfähige Schraubverbindungen teuer und müssen von Zeit zu Zeit kontrolliert werden. Außerdem können herstellungsbedingte Toleranzen nicht oder nur auf Kosten der Belastbarkeit der Schraubverbindung ausgeglichen werden. Wenn zum Beispiel Langlöcher als Toleranzausgleich vorgesehen sind, setzt sich die Schraubverbindung stärker und ihre Belastbarkeit sinkt.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Fügen von Fachwerksegmenten, insbesondere von Fachwerkscheiben einer Tragstruktur eines an sich bekannten Parabolrinnenkollektors, derart weiterzuentwickeln, dass die als Stahlfachwerk aufgebaute Tragstruktur einfach, sicher und kostengünstig aus mehreren Segmenten oder Fachwerkscheiben zusammengefügt werden kann.
Im Zusammenhang mit der Erfindung wird häufig nur von Fachwerkscheiben gesprochen, gemeint sind aber immer auch Fachwerksegmente.
Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die Segmente oder Fachwerkscheiben mittels Durchsetzfügen miteinander verbunden sind. Das Durchsetzfügen, auch Clinchen, Druckfügen, Umformfügen oder Toxen genannt, ist ein bekanntes Verfahren. Es handelt sich dabei um eine Fügen durch Umformen, mit dem sich Bleche oder auch andere gut umformbare Werkstoffe ohne Verwendung von Verbindungselementen oder Zusatzwerkstoffen unlösbar verbinden lassen.
Erfindungsgemäß wurde die Technologie des Durchsetzfügens auf Flacheisen und Stahlprofile mit einer Wandstärke von bis zu 8 mm, teilweise sogar bis 10 mm erweitert. Damit ist es möglich, Segmente eines Stahlfachwerks und/oder oder Fachwerkscheiben einer Tragstruktur einfach, präzise, zuverlässig und wirtschaftlich zu Fügen.
Das erfindungsgemäße Fachwerk ist vorzugsweise zum Fügen einer Tragstruktur vorgesehen, die zum Befestigen einer Spiegelfläche eines Parabolrinnenkollektors dient. Dabei sollen die einzelnen Fachwerkscheiben durch Durchsetzfügen zu einer quaderförmigen Tragstruktur oder zu Tragstruktursegmenten zusammengebaut werden, wobei anschließend die Tragstruktursegmente ebenfalls durch Durchsetzfügen miteinander verbunden werden können.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf das Verbinden von Fachwerkscheiben einer Tragstruktur eines Parabolrinnenkollektors beschränkt, sondern kann zur Herstellung für beliebige, fachwerkartig aufgebaute Strukturen angewandt werden.
Eine wichtige Voraussetzung beim Durchsetzfügen ist, dass die vorgesehene Fügestelle für das Werkzeug zum Durchsetzfügen zugänglich ist. Die Fügestelle muss dabei beidseitig zugänglich sein und wird aus zwei plan aneinander liegenden Fügeteilen, vorzugsweise Blechen bzw. Winkeln gebildet. Es ist daher vorgesehen, dass die Fügestelle der Fachwerkscheiben außerhalb einer Außenhüllkontur des Fachwerks liegt.
So kann z.B. ferner vorgesehen sein, dass die Fügestelle der Fachwerkscheiben durch zwei aneinander liegende Flächen jeweils eines Flachstahls gebildet ist, wobei jeder Flachstahl Bestandteil einer der zu fügenden Fachwerkscheiben ist. Der Flachstahl kann dabei mit der jeweiligen Fachwerkscheibe fest verbunden sein. In der vorgesehenen Fügeposition liegen die Flachstähle flächig aneinander.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Fügestelle der Fachwerkscheiben durch zwei plan aneinander liegende Schenkel eines Winkel- oder Profilstahls gebildet ist, wobei jeder Winkel- oder Profilstahl Teil einer der beiden zu fügenden Fachwerkscheiben ist. Der Winkel- oder Profilstahls kann in analoger Weise fest mit der jeweiligen Fachwerkscheibe verbunden sein.
Ferner ist möglich, dass die beide zuvor genannten Alternativen miteinander kombiniert werden, indem die Fügestelle der Fachwerkscheiben durch einen Schenkel eines Winkel- oder Profilstahls Winkelelements und einem Flachstahl gebildet ist, wobei der Winkel- oder Profilstahl Teil einer der beiden Fachwerkscheiben ist und der Flachstahl Teil der anderen Fachwerkscheibe ist.
Je nach den zur Verfügung stehenden Platzverhältnissen kann jeweils die bestmögliche Alternative für das Durchsetzfügen gewählt werden.
Zum Verbinden zweier Fachwerkscheiben müssen die aneinander liegenden Fügeteile (Flachstahl und/oder Schenkel der Winkelelemente) so ausgerichtet sein, dass zumindest Teile des Flachstahls oder Schenkel der Winkelelemente plan aneinander liegen und sollte über die Fachwerkscheibe hinausragen. Eine solche Anordnung ist für das Fügewerkzeug leicht zugänglich und bietet ideale Voraussetzungen für das erfindungsgemäße Verbinden durch Durchsetzfügen.
Bei einem quaderförmigen Aufbau der Tragstruktur sind immer zwei Fachwerkscheiben vertikal zur Schwerkraft und zwei Fachwerkscheiben horizontal zur Schwerkraft angeordnet. Bei der Wahl der bestmöglichen Alternative zur Ausgestaltung der Fügestelle kann von Bedeutung sein, ob die jeweilige Fachwerkscheibe vertikal oder horizontal durch die Schwerkraft belastet wird.
Bei der Wahl der bestmöglichen Alternative zur Ausgestaltung der Fügestelle kann zusätzlich berücksichtigt werden, in welchem Winkel zur Fachwerkscheibe die Fügeteile zur Bereitstellung der Fügestelle angeordnet sind. Durch eine geeignete Ausrichtung der Fügeebene kann der Ausgleich von Fertigungstoleranzen der Segmente oder Fachwerkscheiben erheblich vereinfacht werden.
So ist z.B. vorgesehen, dass die Fügestelle der Fachwerkscheiben in einer linearen Verlängerung einer Achse oder parallel zu der Achse einer der beiden aneinander liegenden Fachwerkscheiben angeordnet ist.
Alternativ dazu ist z.B. möglich, dass die Fügestelle der Fachwerkscheiben in einem Winkel zu einer Achse einer der beiden aneinander liegenden Fachwerkscheiben vorgesehen ist. Das bedeutet, dass eine Kontaktfläche der beiden aneinanderliegenden Fügeteile zur Bereitstellung der Fügestelle winklig zu den Achsen der Fachwerkscheiben verläuft. Verläuft bspw. die Kontaktfläche zur Achse der beiden Fachwerkscheiben in einem Winkel von 45°, so ist eine gleichmäßige Kraftaufteilung auf beide Fügeteile zur Bereitstellung der Fügestelle gegeben.
Hierdurch kann die Fügestelle erheblich entlastet werden. Beide Fügeteile zur Bereitstellung der Fügestelle sind damit als gleichwertig zu betrachten.
Ferner ist vorgesehen, dass die Fügestellen der Fachwerkscheiben einen zweidimensionalen Toleranzausgleich der Fachwerkscheiben vor dem Durchsetzfügen erlauben. Dies wird durch die oben genannte Ausrichtung des Flachstahls und/oder der Schenkel der Winkelelemente ermöglicht, die zum Durchsetzfügen plan aneinander liegen. Dabei ist es leicht möglich, den Flachstahl und/oder die Schenkel der Winkelelemente parallel zu der Kontaktfläche (also in zwei Dimensionen) zu verschieben und wie gewünscht zu justieren.
Dadurch kann ein Toleranzausgleich zwischen den einzelnen Fachwerkscheiben durch Justage in Langlöchern oder Futterplatten entfallen. Oft wurde im Stand der Technik auf den Toleranzausgleich ganz verzichtet, was zu hohen Anforderungen in der Fertigung oder gegebenenfalls zu einer ungenaueren Geometrie führte. All dies ist durch den erfindungsgemäß möglichen zweidimensionalen Toleranzausgleich nicht nötig und senkt die Herstellungskosten erheblich.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren sind folgende Schritte vorgesehen:
- Ausrichten von zwei vorgefertigten Segmenten Fachwerkscheiben zueinander in einer dafür vorgesehenen Vorrichtung; und in Folge dessen
- Justieren von Fügestellen der zwei Fachwerkscheiben zueinander in der Vorrichtung; sowie
- Verbinden der Fachwerkscheiben, insbesondere der Fügestellen, durch Durchsetzfügen.
Die für das Verfahren vorgesehene Vorrichtung hat prinzipiell die Funktion einer aus dem Schiffsbau bekannten Helling und weist auf einer Fertigungsstraße Haltegestelle für die Fachwerkscheiben auf, in die die einzelnen vorgefertigten Fachwerkscheiben eingesetzt, ausgerichtet und justiert werden können. Anschließend kann das Durchsetzfügen - manuell oder auch vollautomatisch - auf der Fertigungsstraße durchgeführt werden.
Nachfolgend wird anhand der Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielhaft erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Prinzipdarstellung eines Parabolrinnenkollektors nach dem Stand der Technik;
Figur 2 eine isometrische Darstellung eines Parabolrinnenkollektors;
Figur 3 eine erfindungsgemäße Tragstruktur im Detail;
Figur 4 die vier Fachwerkscheiben der Tragstruktur aus Figur 3 in Explosionsdarstellung;
Figur 5 eine Prinzipdarstellung des Durchsetzfügens;
Figur 6 eine schematische Darstellung eines Werkzeugs zum Durchsetzfügen;
Figur 7 eine erste mögliche Ausbildung einer Fügestelle zweier Fachwerkscheiben;
Figur 8 die Fügestelle zweier Fachwerkscheiben aus Figur 7 nach einer Justierung;
Figur 9 eine zweite mögliche Ausbildung einer Fügestelle zweier Fachwerkscheiben;
Figur 10 eine Vorrichtung zum Ausrichten der Fachwerkscheiben und Justieren der Fügestellen;
Figur 11 eine Darstellung der Vorrichtung aus Figur 10 mit eingesetzten Fachwerkscheiben;
Figur 12 eine Darstellung des Durchsetzfügens in der Vorrichtung der Figuren 10 und 11.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Parabolrinnenkollektors 10. Der Parabolrinnenkollektor 10 umfasst im Wesentlichen eine einachsig parabolisch gekrümmte reflektierende Spiegelfläche 12. Die Spiegelfläche 12 besteht aus einem gekrümmten und mit einer aufgedampften Metallschicht versehenen Glasscheibe und fokussiert einfallende Sonnenstrahlen 14 auf eine sogenannte Brennlinie 16. Der Ort der Brennlinie 16 hängt von der Geometrie der Spiegelfläche 12 ab.
Entlang der Brennlinie 16 ist ein vakuumisoliertes Absorberrohr 18 an einer Halterung angeordnet. Das Absorberrohr 18 ist im Innern vorzugsweise mit einer selektiven Beschichtung 19 versehen.
Typischerweise konzentriert der Parabolrinnenkollektor 10 das einfallenden Sonnenlicht um den Faktor 80 bis 120. Ein durch das Absorberrohr 18 gepumptes Wärmeträgermedium - in der Regel ein synthetisches Thermoöl oder flüssigem Salz (Heat Transportation Fluid, HTF) - wird durch die fokussierte Solarstrahlung bis auf ca. 400 °C – 600 °C erhitzt. Es sind auch andere Wärmeüberträgermedien bekannt und anwendbar, die Temperaturen von über 500°C zulassen.
Der so ausgebildete Parabolrinnenkollektor 10 wird mit samt Spiegelfläche 12 und Absorberrohr 18 einachsig, bevorzugt hydraulisch, der im Laufe des Tages wechselnden Position der Sonne nachgeführt. Dazu ist die Spiegelfläche 12 mit dem Absorberrohr 18 über ein Gelenk 17 drehbar gelagert.
Ein einzelnes Parabolrinnenkollektorsegment ist etwa 10 m bis 30 m lang. Durch Hintereinanderschalten von mehreren Elementen können mehrere hundert Meter lange Kollektoren geschaffen werden. Die Breite der Spiegelfläche 12 kann mehrere Meter (z.B. 8 m) betragen. Mehrere hintereinander geschaltete Kollektoreinheiten bilden dann sog. Kollektorloops mit einer Länge von 500 - 1000 Meter.
Das in den Absorberrohren 18 der Loops erhitzte Wärmeträgermedium wird gesammelt und zentral einem Dampferzeuger zugeführt, dem bspw. eine konventionelle Dampfturbine mit einer Dampfeintrittstemperatur von zum Beispiel ca. 370°C bei etwa 100 bar mit
z. B. einem Stromgenerator nachgeschaltet ist (nicht dargestellt).
Neben horizontal wirkenden Windbelastungen sind windinduzierte Torsionslasten, sowie eine gewisse zulässige Verformung bei der Auslegung und Herstellung einer geeigneten Tragstruktur unbedingt zu berücksichtigen. Insbesondere muss die Tragstruktur so torsionssteif ausgebildet sein, dass die Verformung der Spiegelfläche 12 sicher unterhalb vorgegebener Grenzen bleibt. Andernfalls besteht die Gefahr, dass die Spiegelflächen 12 brechen.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Parabolrinnenkollektors 10, der auf einer Tragstruktur 20 angeordnet ist. Die Tragstruktur 20 ist als Stahl-Fachwerk ausgebildet. Die gekrümmte Spiegelfläche 12 des Parabolrinnenkollektors 10 ist an der torsionssteif ausgebildeten Tragstruktur 20 fixiert. Die Tragstruktur 20 besteht aus vier ähnlich ausgebildeten Fachwerkscheiben 21.1 bis 21.4 und hat bevorzugt einen quadratischen Querschnitt.
Die Figur 3 zeigt die Tragstruktur 20 aus Figur 2, die aus zwei Tragstruktursegmenten 25' und 25'' besteht.
Figur 4 zeigt die Fachwerkscheiben 21.1 bis 21.4 im Detail, die vorzugsweise jeweils zu einem länglichen Tragstruktursegment 25’ und 25’ mit quadratischem Querschnitt zusammengebaut werden. Anschließend werden beide Segmente 25' und 25'' bspw. durch Verbindungsstreben 26 miteinander zu der Tragstruktur 20 verbunden. Die Tragstruktur 20 kann bspw. mit Abmessungen von etwa 1,9 m x 1,9 m und einer Länge von ca. 24 m hergestellt werden.
Die Fachwerkscheiben 21.1 bis 21.4 sind in an sich bekannter Weise aus Stäben 22 und Knoten 23 zusammengefügt. Die Stäbe 22 sind zum Beispiel Flacheisen, Winkeleisen oder T-Profile, die an den Knoten 23 miteinander verbunden, bevorzugt verschweißt, sind.
Zusätzlich können Gurte 24 vorgesehen sein. Die jeweiligen Bezugszeichen sind nur vereinzelt und beispielhaft in Figur 3 und 4 den entsprechenden Elementen zugeordnet.
Bei bekannten Parabolrinnenkollektoren 10 müssen die Fachwerkscheiben 21 mit höchster Präzision erstellt, weil sie anschließend vor Ort durch Schrauben verbunden werden. Das erhöht die Herstellungskosten.
Ein Toleranzausgleich zwischen einzelnen Fachwerkscheiben 21 kann nur durch Justage in Langlöchern oder sogenannten „Futterplatten“ erreicht werden. In vielen Fällen wird auf Toleranzausgleich ganz verzichtet, was zu hohen Anforderungen in der Fertigung oder gegebenenfalls zu einer ungenaueren Geometrie führt.
Erfindungsgemäß werden die oben genannten Nachteile vermieden durch eine geeignete konstruktive Auslegung der Tragstruktur 20 bzw. von deren Fachwerkscheiben 21.1 bis 21.4 und das Verbinden der Fachwerkscheiben 21.1 bis 21.4 durch die Anwendung des Durchsetzfügens beim Zusammenbau.
Das Durchsetzfügen, auch Clinchen, Druckfügen, Umformfügen oder Toxen genannt, ist ein aus der Blechbearbeitung bekanntes Fügeverfahren mit dem sich Bleche oder auch andere gut umformbare plattenförmige Werkstoffe ohne Verwendung von Verbindungselementen oder Zusatzwerkstoffen unlösbar verbinden lassen.
Figur 5 zeigt in drei Prinzipdarstellungen die wesentlichen Verfahrensschritte des Durchsetzfügens.
Zum Durchsetzfügen werden zwei Fügeteile 28, 28' (Z. B. Flachstahl oder Winkelprofil aus einem gut umformbaren Werkstoffe), die miteinander verbunden werden sollen, an einer Fügestelle 29 übereinandergelegt und aneinander gepresst (Figur 5.1). Das Fügewerkzeug 27 umfasst im Wesentlichen einen Fügestempel 30 und eine Matrize 32.
Beim Durchsetzfügen werden die Fügeteile 28, 28' an der Fügestelle 29 von dem Fügestempel 30 in die Matrize 32 gedrückt und dabei plastisch verformt (Figur 5.2).
Beim Einsenken des typischerweise kreisrunden Fügestempels 30 wird das untere Blech gestaucht und gegen eine starre oder teilweise bewegliche Matrize gepresst, so dass eine ringförmige Hinterschneidung 34 entsteht, in die das Material des oberen Bleches hineinfließt. Auf diese Weise entsteht eine unlösbare kraft- und formschlüssige Verbindung ohne Verwendung von zusätzlichen Verbindungselementen (Figur 5.3).
Figur 6 zeigt zusätzlich eine schematische Darstellung eines modifizierten Werkzeugs 27 zum Durchsetzfügen. Dabei umfasst das Werkzeug 27 zusätzlich einen Niederhalter 36, der zum Anpressen von oben auf das Fügeteil 28 aufgesetzt wird und einen Amboss 38, der eine stabile Unterlage für die Fügeteile 28, 28' schafft. Der Amboss 38 kann vertikal beweglich sein und dient dann außerdem als Auswerfeinrichtung für die gefügte Verbindungsstelle. Dieses Werkzeug 27 wird an einem C-förmigen Grundkörper (nicht dargestellt) befestigt.
Mit dem Durchsetzfügen ist es möglich, zum Beispiel verzinkte Stahlbleche zu Fügen. Es ist das Verdienst der Erfinder, erkannt zu haben, dass auch Winkeleisen und andere Halbzeuge mit Wandstärken von über 4 mm und bis zu 8 mm, oder sogar 10 mm auf diese Weise ohne Fügemittel (ohne Schraube oder Niet) gefügt werden können, wobei die dazu verwendeten Werkzeuge entsprechend robust ausgelegt sein müssen.
Die Verbindung zwischen den Fügeteilen 28 muss dabei konstruktiv so angeordnet und ausgebildet werden, dass die eigentliche Fügestelle 29 von beiden Seiten für das Werkzeug 27 zugänglich ist.
Dies wird beispielweise dadurch erreicht, dass die vorgesehenen Fügestellen 29 der Fachwerkscheiben 21.1 bis 21.4 außerhalb einer Außenkontur der Fachwerkscheiben 21.1 bis 21.4 liegen.
Durch eine geeignete Ausrichtung einer Kontaktfläche 39 zwischen den Fügeteilen 28 und 28’ können die Möglichkeiten des zweidimensionalen Toleranzausgleichs bestmöglicht genutzt werden.
Orthogonal zu der Kontaktfläche 39 zwischen den Fügeteilen 28 und 28’ ist ein Toleranzausgleich nicht möglich. Diesen Sachverhalt kann man nutzen, wenn zum Beispiel das Fügeteil 28’ sehr präzise hergestellt werden kann, um das Fügeteil 28 an die „richtige“ Position zu bringen, bevor die Fügeteile 28, 28’ verbunden werden. Dann ist das Fügeteil 28’ gewissermaßen die Lehre für das Fügeteil 28.
Einer solche Situation ist exemplarisch in Figur 7 dargestellt. Figur 7 zeigt z.B. die Fachwerkscheibe 21.1, die mit der Fachwerkscheibe 21.2 rechtwinklig verbunden werden soll.
Die Fachwerkscheibe 21.1 weist dazu einen Flachstahl 40 auf, das mit der Fachwerkscheibe 21.1 an dessen freien Ende fest verbunden (z.B. verschweißt) ist. Des Weiteren weist die Fachwerkscheibe 21.2 ein Winkelelement 42 auf, das mit der Fachwerkscheibe 21.2 an dessen einem Ende fest verbunden ist.
Der Flachstahl 40 und der freie Schenkel des Winkelelements 42 sind jeweils derart an dem Fachwerkscheibe 21.1 und 21.2 angeordnet, dass sie beim rechtwinkligen Zusammenbau der Fachwerkscheiben 21.1 und 21.2 aneinander liegen. Diese Fläche wird als Kontaktfläche 39 bezeichnet und erstreckt sich parallel zu der von der X-Achse und der Z-Achse aufgespannten Ebene. Die Kontaktfläche 39 verläuft dabei in Richtung der horizontal angeordneten Fachwerkscheibe 21.1.
Weil die Fachwerkscheibe 21.2 in Richtung der Y-Achse sehr biegesteif ist, wird sich die in Richtung der Y-Achse weichere Fachwerkscheibe 21.1 zum Winkelelement 42 hin verbiegen, wenn die beiden Fügeteile (hier 42 und 40) vor dem Fügen zusammengepresst werden.
Um das Durchsetzfügen möglichst einfach zu gestalten, wird der freie Schenkel des Winkelelements 42 und das freie Ende des Flachstahl 40 so weit aus der Außenkontur der Tragstruktur 20 herausgeführt, dass eine mögliche Fügestelle 29 gut von dem Werkzeug 27 zum Durchsetzfügen erreichbar ist. Insbesondere müssen der Niederhalter 36 und der Amboss 38 des Fügewerkzeugs 27 im Bereich der Fügestelle 29 platziert werden können.
Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass eine Justierung zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen der zu fügenden Bauteile (Fachwerkscheiben 21 oder Segmente 25) möglich ist, ohne Beeinträchtigung der Festigkeit und Belastbarkeit der Fügestelle 29.
Vor dem Durchsetzfügen ist der Flachstahl 40 und mit ihm die Fachwerkscheibe 21.1 gegenüber dem Winkelelement 42 bzw. der Fachwerkscheibe 21.2 in zwei Richtungen (X-Achse und Z-Achse) zueinander justierbar.
Figur 8 zeigt dazu beispielhaft einen erfindungsgemäß möglichen Toleranzausgleich der beiden Fachwerkscheiben 21.1 und 21.2 und eine daraus resultierende versetzte Position der Fügestelle 29.
Figur 9 zeigt als weiteres Beispiel die Fachwerkscheibe 21.3, die z.B. mit der Fachwerkscheibe 21.4 rechtwinklig verbunden werden soll. Beide Fachwerkscheiben 21.3 und 21.4 weisen dazu jeweils ein Winkelelement 44 bzw. 46 auf, die jeweils mit der Fachwerkscheibe 21.3 oder 21.4 fest verbunden sind.
Die Kontaktfläche 39 zwischen den Winkelelementen 44 und 46 ist so gelegt, dass sie beim rechtwinkligen Zusammenbau der Fachwerkscheiben 21.3 und 21.4 in der Winkelhalbierenden zwischen den Fachwerkscheiben 21.3 und 21.4 liegen. Eine solche Anordnung der Kontaktfläche 39 kann vorteilhaft sein, wenn es nicht eindeutig ist, welch der beiden Fachwerkscheiben 21.3 oder 21.4 präziser gefertigt werden kann als die andere.
Auch hier werden die freien aneinanderliegenden Teile der Winkelelemente 44 und 46 so weit über die Außenkontur der Tragstruktur 20 herausgeführt, dass eine mögliche Fügestelle 29 für das Werkzeug 27 zum Durchsetzfügen zugänglich ist. Insbesondere müssen der Niederhalter 36 und der Amboss 38 des Fügewerkzeugs 27 platziert werden können.
Vor dem Durchsetzfügen sind die beiden Winkelelemente 44 und 46 in zwei Richtungen zueinander justierbar. Das Justieren ist gemäß eines in Figur 9 dargestellten Koordinatensystems in einer X-Z -Ebene möglich.
Zur Montage der Stahlbauteile der Tragstruktur 20 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 48 zur Justierung und zum Ausgleich der Toleranzen der Fachwerkscheiben 21.1 bis 21.4 vorgesehen. Figur 10 zeigt eine solche Vorrichtung 48.
Auf einer Fertigungsstraße 50 der Vorrichtung 48 sind Haltegestelle 52 angeordnet, in welche die vorgefertigten Fachwerkscheiben 21.1 bis 21.4 eingesetzt und ausgerichtet werden können. Außerdem umfasst die Vorrichtung 48 ein oder mehrere auf Schienen 54 verfahrbare Fügewerkzeuge 27 zum unlösbaren Verbinden der Fachwerkscheiben 21.1 bis 21.4 mittels Durchsetzfügen.
Insgesamt sind vier Fügewerkzeuge 27 an beiden Seiten der Fertigungsstraße 50 angeordnet. Damit ist die Vorrichtung 48 dazu eingerichtet, die Tragstruktur 20 von beiden Seiten der Fertigungsstraße 50 gleichzeitig zu bearbeiten. Dies kann auch vollautomatisch erfolgen oder manuell durchgeführt werden.
Figur 11 zeigt die vorgefertigten Fachwerkscheiben 21.1 bis 21.4, nachdem sie in die Haltegestelle eingesetzt und ausgerichtet wurden, so dass sich die Tragstruktur 20 mit quadratischem Querschnitt ergibt. Die einzelnen Elemente 40, 42 oder 44, 46 zum Verbinden der Fachwerkscheiben 21.1 bis 21.4 sind derart ausgebildet, dass sie aneinander liegen, wenn die Fachwerkscheiben 21.1 bis 21.4 in der Vorrichtung 48 eingesetzt und ausgerichtet wurden.
Sobald die herstellungsbedingten Toleranzen zwischen den Fachwerkscheiben 21.1 bis 21.4 bzw. zwischen den Elementen 40, 42 oder 44 ausgeglichen wurden, werden sie mit Hilfe der Werkzeuge 27 durch Durchsetzfügen unlösbar miteinander verbunden.
Figur 12 zeigt die Fertigungsstraße 50 während des Durchsetzfügevorgangs. Dabei fahren die beiden Fügewerkzeuge 27 an den Fachwerkscheiben 21.1 bis 21.4 vorbei und verbinden im Bereich der vorgesehenen Fügestellen 29 die zuvor zueinander ausgerichteten und justierten Fachwerkscheiben 21.1 bis 21.4 in erfindungsgemä0ßer Weise durch Durchsetzfügen.
Prinzipiell können nach dem gleichen Verfahren auch die vorgefertigten Segmente 25' und 25'' der Tragstruktur 20 durch die Verbindungsstreben 26 miteinander verbunden werden. Dies könnte z.B. nach einem Transport der Segmente 25' und 25'' durch ein mobiles Fügewerkzeug 27 manuell vor Ort durchgeführt werden.
Folgende Vorteile können durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht werden:
  • Ungenauigkeiten der Fachwerkscheiben 21.1 bis 21.4 können bei der Montage der Tragstruktur 20 ausgeglichen werden.
  • Die Automatisierung der Montage des Fachwerks ist möglich.
  • Die Anforderungen an die Toleranzen der Fachwerkscheiben 21.1 bis 21.4 sind gering.
  • Fügemittel (Schrauben oder Niete) und Löcher für Fügemittel sind nicht erforderlich.

Claims (13)

  1. Fachwerk umfassend mehrere vorgefertigte Fachwerkscheiben (21.1, 21.2, 21.3, 21.4), wobei jede Fachwerkscheibe (21.1, 21.2, 21.3, 21.4) Stäbe (22) und Knoten (23) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Fachwerkscheiben (21.1, 21.2, 21.3, 21.4) mittels Durchsetzfügens rechtwinklig oder linear miteinander verbunden sind.
  2. Fachwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorgesehene Fügestelle (29) zweier aneinander liegender Fachwerkscheiben (21.1, 21.2, 21.3, 21.4) für ein Werkzeug (27) zum Durchsetzfügen zugänglich ist.
  3. Fachwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügestelle (29) der Fachwerkscheiben (21.1, 21.2, 21.3, 21.4) außerhalb einer Außenhüllkontur des Fachwerks liegt.
  4. Fachwerk nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügestelle (29) der Fachwerkscheiben (21.1, 21.2, 21.3, 21.4) durch zwei plan aneinander liegende Flächen jeweils eines Flachstahls gebildet ist, wobei jeder Flachstahl jeweils Teil einer der beiden Fachwerkscheiben (21.1, 21.2, 21.3, 21.4) ist, die aneinander liegen.
  5. Fachwerk nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügestelle (29) der Fachwerkscheiben (21.1, 21.2, 21.3, 21.4) durch zwei plan aneinander liegende Schenkel eines Winkelelements (44, 46) gebildet ist, wobei jedes Winkelelement (44, 46) jeweils Teil einer der beiden Fachwerkscheiben (21.1; 21.2; 21.3; 21.4) ist, die aneinander liegen.
  6. Fachwerk nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügestelle (29) der Fachwerkscheiben (21.1, 21.2, 21.3, 21.4) durch einen Schenkel (28) eines Winkelelements (42) und einer am Schenkel (28) des Winkelelements (42) anliegenden Fläche eines Flachstahls (40) gebildet ist, wobei das Winkelelement (42) Teil einer der beiden Fachwerkscheiben (21.1; 21.2; 21.3; 21.4) ist, die aneinander liegen und der Flachstahl (40) Teil der anderen Fachwerkscheibe (21.1; 21.2; 21.3; 21.4) ist, die aneinander liegen.
  7. Fachwerk nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügestelle (29) der Fachwerkscheiben (21.1, 21.2, 21.3, 21.4) in einer linearen Verlängerung einer Achse oder parallel zu der Achse einer der beiden aneinander liegenden Fachwerkscheiben (21.1; 21.2; 21.3; 21.4) vorgesehen ist.
  8. Fachwerk nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügestelle (29) der Fachwerkscheiben (21.1, 21.2, 21.3, 21.4) in einem Winkel zu einer Achse einer der beiden aneinander liegenden Fachwerkscheiben (21.1; 21.2; 21.3; 21.4) vorgesehen ist.
  9. Fachwerk nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügestelle (29) der Fachwerkscheiben (21.1, 21.2, 21.3, 21.4) einen zweidimensionalen Toleranzausgleich der Fachwerkscheiben (21.1, 21.2, 21.3, 21.4) vor dem Durchsetzfügen erlaubt.
  10. Tragstruktur (20) zum Befestigen einer Spiegelfläche (12) eines Parabolrinnenkollektors (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (20) ein Fachwerk gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst.
  11. Verfahren zum Fügen zweier Fachwerkscheiben (21.1, 21.2, 21.3, 21.4) eines Fachwerks zum Befestigen eines Parabolrinnenkollektors (10) umfassend die folgenden Schritte: - Ausrichten von zwei vorgefertigten Fachwerkscheiben (21.1, 21.2, 21.3, 21.4) zueinander in einer dafür vorgesehenen Vorrichtung (48); - Justieren von Fügestellen (29) der zwei Fachwerkscheiben (21.1, 21.2, 21.3, 21.4) zueinander in der Vorrichtung (48); und - Verbinden der Fachwerkscheiben (21.1, 21.2, 21.3, 21.4), insbesondere der Fügestellen (29), durch Durchsetzfügen.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügestellen (29) in einer zweidimensionalen Ebene justiert werden, und dass die Arbeitsbewegung beim Durchsetzfügen orthogonal zu dieser Ebene erfolgt.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden der Fachwerkscheiben (21.1, 21.2, 21.3, 21.4) mittels Durchsetzfügen automatisiert erfolgt.
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