WO2024125727A1 - Erdankervorrichtung - Google Patents

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WO2024125727A1
WO2024125727A1 PCT/DE2023/150038 DE2023150038W WO2024125727A1 WO 2024125727 A1 WO2024125727 A1 WO 2024125727A1 DE 2023150038 W DE2023150038 W DE 2023150038W WO 2024125727 A1 WO2024125727 A1 WO 2024125727A1
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ground
support
anchor device
ground anchor
thread
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PCT/DE2023/150038
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English (en)
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Inventor
Hans Peter Huber
Matthias Manuel Huber
Original Assignee
Suny Future GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S25/60—Fixation means, e.g. fasteners, specially adapted for supporting solar heat collector modules
    • F24S25/61—Fixation means, e.g. fasteners, specially adapted for supporting solar heat collector modules for fixing to the ground or to building structures
    • F24S25/617—Elements driven into the ground, e.g. anchor-piles; Foundations for supporting elements; Connectors for connecting supporting structures to the ground or to flat horizontal surfaces
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/74—Means for anchoring structural elements or bulkheads
    • E02D5/80—Ground anchors
    • E02D5/801—Ground anchors driven by screwing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S2025/01—Special support components; Methods of use
    • F24S2025/012—Foldable support elements

Definitions

  • the invention relates to a ground anchor device for supporting a device on a ground.
  • Ground anchor devices which are also generally referred to as ground anchors, are used to anchor a device that is to be coupled to the ground anchor device in the ground.
  • ground anchor devices it is generally known to provide an earth rod that is to be inserted into the ground.
  • This earth rod is usually provided with a spiral by means of which the earth rod is to be screwed into the ground. The spiral then holds the earth rod and thus the entire ground anchor device in the ground. High torques are usually applied to screw it in.
  • the invention is based on the object of creating a ground anchor device which is easy to install in the ground and which can nevertheless provide very high holding forces for the device to be supported.
  • ground anchor device for supporting a device on a ground
  • the ground anchor device is designed with a support plate to be supported on the ground and several ground screws to be screwed into the ground from the support plate.
  • the ground anchor device according to the invention is particularly easy to position and can then be anchored in the associated soil even with small or low-performance tools.
  • the support plate according to the invention only has to be set up in the desired location and then the several ground screws have to be screwed in individually and one after the other.
  • the ground screws can be comparatively small, so that only relatively low screwing forces have to be applied.
  • the arrangement according to the invention is not only particularly compact during transport, but also spans a comparatively large area in the soil when used. This is particularly advantageous when the soil is not completely homogeneous and has more or less strongly retaining areas.
  • the support plate is preferably designed to be polygonal or multi-pronged with a ground screw at each of its peripheral corner areas.
  • the polygonal shape is particularly material-saving while at the same time providing a large spanned effective area.
  • the support plate is particularly preferably triangular, in particular with a corner point facing the ground.
  • the triangular shape is clearly defined statically when placed on the ground and also offers a perfect basic shape for, as has been shown by the invention, a very good optimum between the number of ground screws and their overall retention effect.
  • the plurality of ground screws are preferably each designed with a ground thread with a length of between 20 cm and 50 cm. Alternatively or additionally, the plurality of ground screws are each designed with a ground thread with a diameter of between 2 cm and 5 cm.
  • Such dimensions have proven to be particularly advantageous according to the invention, whereby the possible variance with regard to a large number of parameters relating to dimensions, shapes, weights and materials had to be taken into account.
  • a support leg is provided which protrudes from the support plate in the direction of an associated support rail and on which a support height adjustment is provided.
  • the height adjustment creates a variable connection between the base plate and the support rail to be supported, thereby enabling height adjustment and alignment of the support rail.
  • This support height adjustment is preferably designed using a support thread formed on the support leg and a threaded nut screwed onto the support thread, on which a support tube is supported.
  • This type of support height adjustment is particularly durable, particularly in adverse environmental conditions, can be positioned precisely and at the same time provide particularly high support forces.
  • the support height adjustment is also advantageously designed with a detachable height lock, in particular between the support thread and the support tube.
  • a detachable height lock By means of the height lock, tensile forces can also be transmitted between the support plate and the support rail with the support height adjustment.
  • the invention also relates to the use of such a ground anchor device according to the invention for supporting at least one support rail of a photovoltaic module arrangement for arranging at least two photovoltaic modules, wherein the at least two photovoltaic modules are coupled to one another in a foldable manner by means of at least one joint and are supported in a movable manner on the at least one support rail.
  • the ground anchor device according to the invention has particularly many advantageous functions, wherein it is particularly advantageous that the ground anchor device itself can be assembled using a comparatively small tool, which can then be operated in particular by means of accumulators.
  • a plurality of ground anchor devices are preferably arranged along the at least one support rail.
  • a high support load can be provided distributed over the area, whereby the overall arrangement can be aligned in a particularly advantageous and simple manner.
  • Fig. 1 is a perspective view of a foldable and extendable photovoltaic module arrangement in which several ground anchor devices according to the invention are used, in the retracted state,
  • FIG. 2 the view according to Fig. 1 in the extended state
  • Fig. 3 is a perspective view from above of an embodiment of a ground anchor device according to the invention in an unassembled state
  • Fig. 4 the view IV according to Fig. 3 and
  • Fig. 5 is a perspective view of a ground screw of a ground anchor device according to Figs. 3 and 4. Detailed description of the implementation example
  • Fig. 1 and 2 show a photovoltaic module arrangement 10 in which a plurality of photovoltaic modules 14 are stored in a folded state in a container 12.
  • the photovoltaic modules 14 can be moved out of the container 12 along support rails 16 and can also be moved back into it.
  • the individual photovoltaic module 14 has a plurality of module surfaces 18 which generate electrical current when the module surfaces 18 are illuminated by sunlight.
  • Two support rails 16 are laid out in parallel alignment over a ground or soil 20 in front of the container 12 and are anchored there in a fixed position.
  • the support rails 16 are supported in a fixed position downwards into the soil 20 by means of ground anchor devices 22.
  • the individual ground anchor device 22 is designed with a support plate 24 to be supported on the ground 20 and several ground screws 26 to be screwed into the ground 20 from the support plate 24.
  • the support plate 24 is designed triangularly with one ground screw 26 on each of its three peripheral corner areas 28.
  • the individual peripheral corner area 28 is provided with a through-opening 30, and its outer end is formed as a corner point 32 which is angled downwards from the horizontal by 90° towards the ground 20.
  • a support leg 34 extends upwards in the middle of the support plate 24 in the direction of an associated support rail 24 located above it, essentially vertically.
  • a support height adjustment 36 is located on the support leg 34. This is adjustable by means of a recess formed on the support leg 32.
  • Support thread 38 and a threaded nut 40 screwed onto the support thread 38.
  • a support tube 42 is supported on the threaded nut 40 and is pushed over the support thread 38 from above with some clearance.
  • the support height adjustment 36 is also provided with a detachable height lock 44 in the form of a screw clamped between the support thread 38 and the support tube 42.

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Abstract

Bei einer Erdankervorrichtung zum Abstützen einer Vorrichtung auf einem Erdreich ist erfindungsgemäß die Erdankervorrichtung mit einer auf dem Erdreich abzustützenden Stützplatte und mehreren von der Stützplatte aus in das Erdreich einzuschraubenden Erdschrauben gestaltet.

Description

Beschreibung
Erdankervorrichtung
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Erdankervorrichtung zum Abstützen einer Vorrichtung auf einem Erdreich.
Erdankervorrichtungen, die man auch allgemein als Erdanker bezeichnet, werden zum Verankern einer an der Erdankervorrichtung anzukoppelnden Einrichtung in einem Erdreich verwendet. Bei solchen Erdankervorrichtungen ist es allgemein bekannt, einen Erdstab vorzusehen, der in das Erdreich einzubringen ist. An diesem Erdstab ist gewöhnlich eine Wendel vorgesehen, mittels der der Erdstab in das Erdreich einzuschrauben ist. Mit der Wendel ist der Erdstab und damit die gesamte Erdankervorrichtung dann im Erdreich zurückgehalten. Für das Einschrauben sind in der Regel hohe Drehmomente aufzubringen.
Zugrundeliegende Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Erdankervorrichtung zu schaffen, die einfach im Erdreich anzubringen ist und die dennoch sehr hohe Haltekräfte für die abzustützende Einrichtung bereitstellen kann. Erfindunqsqemäße Lösung
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Erdankervorrichtung zum Abstützen einer Vorrichtung auf einem Erdreich geschaffen, wobei die Erdankervorrichtung mit einer auf dem Erdreich abzustützenden Stützplatte und mehreren von der Stützplatte aus in das Erdreich einzuschraubenden Erdschrauben gestaltet ist.
Die erfindungsgemäße Erdankervorrichtung ist besonders einfach zu positionieren und kann nachfolgend selbst mit kleinem bzw. leistungsschwachem Werkzeug im zugehörigen Erdreich verankert werden. Dazu muss lediglich die Stützplatte gemäß der Erfindung an der gewünschten Stelle aufgestellt und dann müssen nachfolgend die mehreren Erdschrauben einzeln und nacheinander eingeschraubt. Die Erdschrauben können dabei vergleichsweise klein sein, so dass nur relativ geringe Schraubkräfte aufgebracht werden müssen. Ferner ist die erfindungsgemäße Anordnung nicht nur besonders kompakt beim Transport, sondern überspannt zugleich auch im angewendeten Zustand einen vergleichsweise großen Bereich im Erdreich. Diese ist besonders vorteilhaft, wenn das Erdreich nicht vollständig homogen ist und mehr oder weniger stark rückhaltende Bereiche aufweist.
Die Stützplatte ist vorzugsweise mehreckig bzw. mehrzackig mit je einer Erdschraube an jeder ihrer Umfangseckbereiche gestaltet. Die mehreckige Form ist besonders materialsparend bei zugleich großer überspannter Wirkfläche.
Besonders bevorzugt ist die Stützplatte dreieckig, insbesondere mit je einer zum Erdreich hin gewandten Eckenspitze, gestaltet. Die Dreiecksform ist beim Aufsetzen auf das Erdreich statisch klar bestimmt und bietet ferner eine perfekte Grundform für, wie sich erfindungsgemäß gezeigt hat, ein sehr gutes Optimum zwischen Anzahl an Erdschrauben und deren gesamter Rückhaltewirkung. Die mehreren Erdschrauben sind bevorzugt je mit einem Erdgewinde mit einer Länge von zwischen 20 cm und 50 cm gestaltet. Alternativ oder zusätzlich sind die mehreren Erdschrauben je mit einem Erdgewinde mit einem Durchmesser von zwischen 2 cm und 5 cm gestaltet. Die derartigen Maße haben sich gemäß der Erfindung als besonders vorteilhaft herausgestellt, wobei die mögliche Varianz im Hinblick auf eine Vielzahl an Parametern bezüglich Maßen, Formen, Gewichten und Materialien berücksichtigt werden musste.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Erdankervorrichtung ist ein von der Stützplatte in Richtung zu einer zugehörigen Stützschiene abstehendes Stützbein vorgesehen, an dem einen Stützhöhenverstellung vorgesehen ist. Die Höhenverstellung stellt eine variable Verbindung zwischen der Grundplatte und der abzustützenden Stützschiene her, wobei damit eine Höhenanpassung und Ausrichtung der Stützschiene möglich wird.
Diese Stützhöhenverstellung ist vorzugsweise mittels eines am Stützbein ausgeformten Stützgewindes und einer auf das Stützgewinde aufgeschraubten Gewindemutter gestaltet, an der ein Stützrohr abgestützt ist. Die derartige Stützhöhenverstellung ist insbesondere bei widrigen Umgebungsbedingungen besonders dauerhaft funktionsfähig, kann präzise positioniert werden und zugleich besonders hohe Stützkräfte bereitstellen.
Die Stützhöhenverstellung ist ferner vorteilhaft mit einer lösbaren Höhenarretierung, insbesondere zwischen Stützgewinde und Stützrohr, gestaltet. Mittels der Höhenarretierung können mit der Stützhöhenverstellung auch Zugkräfte zwischen der Stützplatte und der Stützschiene übertragen werden.
Die Erfindung ist schließlich auch auf eine Verwendung einer derartigen erfindungsgemäßen Erdankervorrichtung zum Abstützen mindestens einer Stützschiene einer Photovoltaikmodulanordnung zum Anordnen mindestens zweier Photovoltaikmodule gerichtet, wobei die mindestens zwei Photovoltaikmodule mittels mindestens eines Gelenks faltbar miteinander gekoppelt und an der mindestens einen Stützschiene verfahrbar abgestützt werden. Für die derartige Verwendung weist die erfindungsgemäße Erdankervorrichtung besonders viele vorteilhafte Funktionen auf, wobei es insbesondere von großem Vorteil ist, dass die Erdankervorrichtung selbst mit vergleichsweise kleinem Werkzeug, welches dann insbesondere mittels Akkumulatoren betrieben sein kann, zu montieren ist.
Bei dieser besonders vorteilhaften Verwendung der Erdankervorrichtung gemäß der Erfindung werden vorzugsweise längs der mindestens einen Stützschiene mehrere Erdankervorrichtungen angeordnet. Mit der derartigen Vielzahl an Erdankervorrichtungen kann eine auf die Fläche verteilt hohe Stützlast bereitgestellt werden, wobei die Gesamtanordnung zugleich besonders vorteilhaft und einfach ausgerichtet werden kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer falt- und ausfahrbaren Photovoltaikmodulanordnung, bei der mehrere erfindungsgemäße Erdankervorrichtungen verwendet sind, im eingefahrenen Zustand,
Fig. 2 die Ansicht gemäß Fig. 1 im ausgefahrenen Zustand,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht von oben eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Erdankervorrichtung in einem unmontierten Zustand,
Fig. 4 die Ansicht IV gemäß Fig. 3 und
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Erdschraube einer Erdankervorrichtung gemäß den Fig. 3 und 4. Detaillierte Beschreibung des Ausführunqsbeispiels
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Photovoltaikmodulanordnung 10, bei der in einem Containers 12 eine Mehrzahl Photovoltaikmodule 14 in gefaltetem Zustand gelagert sind. Die Photovoltaikmodule 14 können entlang von Stützschienen 16 aus dem Container 12 herausgefahren und auch in diesen wieder hineingefahren werden.
Das einzelne Photovoltaikmodul 14 weist mehrere Modulflächen 18 auf, die elektrischen Strom erzeugen, wenn die Modulflächen 18 von Sonnenlicht beschienen werden.
Es sind zwei Stützschienen 16 in zueinander paralleler Ausrichtung über einem Erdboden bzw. Erdreich 20 vor dem Container 12 ausgelegt und dort ortsfest verankert. Die Stützschienen 16 sind dazu mittels Erdankervorrichtungen 22 nach unten in das Erdreich 20 hinein ortsfest abgestützt.
Die einzelne Erdankervorrichtung 22 mit einer auf dem Erdreich 20 abzustützenden Stützplatte 24 und mehreren von der Stützplatte 24 aus in das Erdreich 20 einzuschraubenden Erdschrauben 26 gestaltet. Dabei ist die Stützplatte 24 dreieckig mit je einer Erdschraube 26 an jeder ihrer drei Umfangseckbereiche 28 gestaltet. Der einzelne Umfangseckbereich 28 ist dazu mit einer Durchgangsöffnung 30 versehen sein von ausgehendes, äußeres Ende ist als eine Eckenspitze 32 ausgeformt, die aus der Waagrechten heraus um 90° nach unten hin zum Erdreich 20 geboden bzw. abgewinkelt ist.
Nach oben hin steht in der Mitte der Stützplatte 24 von dieser in Richtung zu einer sich darüber befindenden, zugehörigen Stützschiene 24 ein Stützbein 34 im Wesentlichen senkrecht ab. An dem Stützbein 34 befindet sich eine Stützhöhenverstellung 36. Diese ist mittels eines am Stützbein 32 ausgeformten Stützgewindes 38 und einer auf das Stützgewinde 38 aufgeschraubten Gewindemutter 40 gestaltet. An der Gewindemutter 40 ist ein Stützrohr 42 abgestützt, das von oben her mit etwas Freimaß über das Stützgewinde 38 geschoben ist. Die Stützhöhenverstellung 36 ist ferner mit einer lösbaren Höhenarretierung 44 in Form einer zwischen dem Stützgewinde 38 und dem Stützrohr 42 klemmenden Schraube versehen.
Die einzelnen Erdschrauben 26 weisen einen vergleichsweise großen Schraubenkopf 46 sowie einen Schraubenschaft 48 mit einem vergleichsweise groben Erdgewinde 50 auf, das mit einer Steigung 52 von zwischen 1 cm und 3 cm, einer Länge 54 von zwischen 20 cm und 50 cm sowie einem Durchmesser 56 von zwischen 2 cm und 5 cm gestaltet ist.
Abschließend sei angemerkt, dass sämtliche Merkmale, die in den Anmeldungsunterlagen und insbesondere in den abhängigen Ansprüchen genannt sind, trotz des vorgenommenen formalen Rückbezugs auf einen oder mehrere bestimmte Ansprüche, auch einzeln oder in beliebiger Kombination eigenständiger Schutz zukommen soll.
Bezugszeichenliste
10 Photovoltaikmodulanordnung
12 Container
14 Photovoltaikmodul
16 Stützschiene
18 Modulfläche
20 Erdreich
22 Erdankervorrichtung
24 Stützplatte
26 Erdschraube
28 Umfangseckbereich
30 Durchgangsöffnung
32 Eckenspitze
34 Stützbein
36 Stützbeinhöhenverstellung
38 Stützgewinde
40 Gewindemutter
42 Stützrohr
44 Höhenarretierung
46 Schraubenkopf
48 Schraubenschaft
50 Erdgewinde
52 Steigung
54 Länge
56 Durchmesser

Claims

Ansprüche
1 . Erdankervorrichtung (22) zum Abstützen einer Vorrichtung auf einem Erdreich, dadurch gekennzeichnet, dass die Erdankervorrichtung (22) mit einer auf dem Erdreich (20) abzustützenden Stützplatte (24) und mehreren von der Stützplatte (24) aus in das Erdreich (20) einzuschraubenden Erdschrauben (26) gestaltet ist.
2. Erdankervorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stützplatte (24) mehreckig mit je einer Erdschraube (26) an jeder ihrer Umfangseckbereiche (28) gestaltet ist.
3. Erdankervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützplatte (24) dreieckig, insbesondere mit je einer zum Erdreich (20) hin gewandten Eckenspitze (32), gestaltet ist.
4. Erdankervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Erdschrauben (26) je mit einem Erdgewinde (50) mit einer Länge (54) von zwischen 20 cm und 50 cm gestaltet sind.
5. Erdankervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Erdschrauben (26) je mit einem Erdgewinde (50) mit einem Durchmesser (56) von zwischen 2 cm und 5 cm gestaltet sind.
6. Erdankervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Stützplatte (24) in Richtung zu einer zugehörigen Stützschiene (24) abstehendes Stützbein (34) vorgesehen ist, an dem einen Stützhöhenverstellung (36) vorgesehen ist.
7. Erdankervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützhöhenverstellung (36) mittels eines am Stützbein (34) ausgeformten Stützgewindes (38) und einer auf das Stützgewinde (38) aufgeschraubten Gewindemutter (40) gestaltet ist, an der ein Stützrohr (42) abgestützt ist.
8. Erdankervorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützhöhenverstellung (36) mit einer lösbaren Höhenarretierung (44), insbesondere zwischen dem Stützgewinde (38) und dem Stützrohr (42), gestaltet ist.
9. Verwendung einer Erdankervorrichtung (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Abstützen mindestens einer Stützschiene (24) einer Photovoltaikmodulanordnung (10) zum Anordnen mindestens zweier Photovoltaikmodule (22), wobei die mindestens zweier Photovoltaikmodule (22) mittels mindestens eines Gelenks faltbar miteinander gekoppelt und an der mindestens einen Stützschiene (24) verfahrbar abgestützt werden.
10. Verwendung einer Erdankervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass längs der mindestens einen Stützschiene (24) mehrere Erdankervorrichtungen (22) angeordnet werden.
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