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Dokumentenidentifikation DE102006029396A1 27.12.2007
Titel Befestigungssystem für Solarmodule
Anmelder Ulrich, Siegfried, Dipl.-Ing, 01239 Dresden, DE
Erfinder Ulrich, Siegfried, Dipl.-Ing, 01239 Dresden, DE
DE-Anmeldedatum 22.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006029396
Offenlegungstag 27.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.12.2007
IPC-Hauptklasse H01L 31/042(2006.01)A, F, I, 20060622, B, H, DE
IPC-Nebenklasse E04D 13/18(2006.01)A, L, I, 20060622, B, H, DE   F24J 2/52(2006.01)A, L, I, 20060622, B, H, DE   
Zusammenfassung Die bekannten Befestigungen von Solarmodulen auf Baukörpern, insbesondere Dächern, bestehen aus einer Vielzahl von einzelnen unterschiedlichn gestalteten Elementen, die auch viele Schraubverbindungen erfordern. Sie erfordern einen hohen Fertigungs- und Montageaufwand.
Es sollen die Anzahl der unterschiedlichen Elemente, sowohl in der Form als auch in der Anzahl verringert werden. Die Herstellung und Montage der Elemente und Montage soll vereinfacht werden.
Gemäß der Patentanmeldung 102005032859.8-33 sind mittels bekannter u-förmiger Bügel, die aus zwei Teilen bestehen, Montageschienen auf dem Dach befestigt. Die Montageschienen sind rhombusförmige Hohlprofile und liegen in einem an dem Unterteil des Halters angebrachten Montageelement. Mittels federnder Bügel, die die Montageschiene jeweils zwischen den Solarmodulen umschließen und oberhalb halbrund ausgebildet sind, werden die Solarmodule durch auf ihnen angeordneten Modulklemmen gehalten. Das erfolgt durch einen exzentrischen drehbaren Bolzen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Befestigungssystem für Solarmodule von Solaranlagen, nach Patentanmeldung 10 2005 032 859.8-33. Mit dem Befestigungssystem werden die vorzugsweise gerahmten Module oder Kollektoren auf dem Dach oder an einer Wand befestigt.

Zur Befestigung und der Montage der Solarmodule und auch Kollektoren (nachfolgend als Module benannt) sind eine Vielzahl von Lösungen bekannt. Diese sind mit mehr oder weniger Mängeln behaftet, die entweder einen hohen Aufwand an Montage- und Befestigungselementen erfordern, und kompliziert gestaltet sind, oder die Montage der Module ist schwierig und zeitintensiv.

Alle Ausführungsarten der Montagesysteme beruhen auf einem Grundprinzip, indem auf der Dachhaut längs und/oder quer verlaufend Schienen aufgebracht sind, auf denen mittels Befestigungselementen die Module gehalten werden.

Es ist bekannt, die Module auf Montageschienen (Hohlprofile), die eine Nut aufweisen, in der die Köpfe von Befestigungsschrauben laufen zu befestigen, und mittels Befestigungselementen die Module festklemmen. Die Profilschienen sind mittels u-förmig gebogener Bügel mit den Dachbalken verbunden. Die Bügel sind an einem Ende so ausgebildet, dass sie zwischen den Dachziegeln verlaufen. Am anderen Ende erfolgt die Befestigung der längs verlaufenden Montageschiene. Zum Ausgleich der Höhe der Montageschienen über die Länge sind die Bügel in dem Bereich der Montageschiene mit Langlöchern versehen. (DE 20 2004 019 952 U1) Diese Lösung hat den entscheidenden Nachteil, dass die Montage der Befestigungselemente mit den in der Nut laufenden Schrauben ist sehr schwierig und zeitaufwendig ist.

Prinzipiell haben alle Befestigungssysteme einen Mangel, dass eine Vielzahl von Befestigungselementen unterschiedlichster Gestaltung und viele Schraubverbindungen erforderlich sind. Dadurch ist die Montage sehr aufwendig und zeitintensiv.

Zur Beseitigung der Mängel am Stand der Technik wurde mit der Patentanmeldung 10 2005 032 859.8-33 ein Befestigungssystem vorgeschlagen, welches aus u-förmig gebogenen zweiteiligen, höhenverstellbaren Haltern besteht, deren einer Schenkel das Unterteil bildet, an dem eine Montageplatte für die Befestigung auf der Dachunterkonstruktion angebracht ist. An dem anderen Schenkel als Oberteil ist eine Montageschiene befestigt. Beide Schenkel sind in ihrem Abstand zueinander verstellbar. Die Montageschiene ist ein Hohlprofil mit rhombusförmigem Querschnitt, die in dem Oberteil derart gehalten ist, dass das Ende des Schenkels des Oberteils eine u-förmige nach oben offene Aufnahme bildet. Die Montageschiene ist mit einem Bügel als federnde Klammer umschlossen und ragt im oberen Teil halbrundförmig über die Module hinaus, und in dieser Rundung ist ein Bolzen mit einer Auflagefläche mit einer in ihm exzentrisch verlaufenden Nut eingebracht, in der die Rundung des Bügels zu liegen kommt. Durch Drehen des Bolzens wird das Modul mit der Montageschiene verspannt und durch die Auflagefläche arretiert.

Diese Befestigung der Module mit der Montageschiene hat den Nachteil, dass der Aufwand für die Montage noch relativ hoch ist, und der Bügel nicht an jeder Stelle anzubringen ist. Weiterhin ist die kleine Auflagefläche des Bolzens auf den Modulen sehr klein, was in bestimmten Fällen zur Beschädigung der Module führen kann.

Ein weiterer Mangel, unabhängig von dem vorgenannten, besteht darin, dass die Herstellung des Bolzens, insbesondere das Einbringen der exzentrischen Nut einen hohen Fertigungsaufwand erfordert, und dadurch die Kosten erhöht werden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, das Befestigungssystem nach der Patentanmeldung 10 2005 032 859.8-33 so auszugestalten, dass Befestigung und Arretierung der Module auf der Montageschiene geringeren Montageaufwand erfordert und die Auflage der Montageelemente auf dem Modul verbessert wird.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Befestigung und Arretierung der Montageschiene an dem Halter, vorzugsweise dem Oberteil des Halters mit geringerem Aufwand herzustellen ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nach Anspruch 1 und/oder 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser sind in den Ansprüchen 3 bis 12 beschrieben.

Die Lösungen, als vorteilhafte Ausgestaltungen der Patentanmeldung 10 2005 032 859.8-33 besteht darin, dass zur Befestigung der Montageschiene mit dem Halter das Oberteil desselben ein Montageelement verwendet wird, entweder ist dieses ein Winkelprofil, dessen senkrecht zur Montageschiene stehender Schenkel eine Aussparung für die rhombusförmige Montageschiene aufweist, oder ein Flacheisen, welches senkrecht zur Montageschiene angeordnet ist, und ebenfalls diese Aussparung besitzt. Parallel zur Montageschiene verlaufend ist mindestens eine Lasche angebracht ist. Vorzugsweise bildet die Lasche das bei der Herstellung der Aussparung frei werdende Material, welches rechtwinklig zur Aussparung abgewinkelt ist. Mindestens an einer Lasche ist eine nach der Montageschiene zeigende Erhöhung in Höhe der seitlichen Nut der Montageschiene angebracht. Ein Ende des Montageelements ist rechtwinklig abgewinkelt und mit einer Bohrung versehen, um so die Verbindung mit dem Unterteil des Halters herzustellen.

Eine weitere Lösung als vorteilhafte Ausgestaltung der Patentanmeldung 10 2005 032 859.8-33 besteht darin, dass zur Befestigung und Arretierung der Module mit der Montageschiene der federnde Bügel an einer Längsseite im Bereich der Längsseite der Montageschiene in einem definierten Abstand geöffnet ist, und die Enden des Bügels an diesen Stellen gekröpft sind, und dass ein Verbindungselement zwischen den beiden Enden des Bügel angeordnet ist. Der obere Bereich des Bügels ist wie bisher vorzugsweise halbrund geformt, um den exzentrischen Bolzen zu umschlingen. In dem Bereich, in dem der Bügel angeordnet ist, ist ein eine Modulklemme als Auflage für den Bolzen angeordnet. Diese Auflage ist u-förmig ausgebildet, wobei die beiden Schenkel oberhalb nach außen abgewinkelt sind. Somit liegt diese Auflage zwischen den Modulen und mit den abgewinkelten Schenkeln auf den Modulen. In dem U befindet sich der Bolzen, in dem vorzugsweise Bohrungen eingebracht sind. In diese ist ein Werkzeug einsetzbar, um den Bolzen zu drehen und damit zu spannen, damit der Bügel die Module an die Montageschiene drückt. im unteren Teil, dem U der Auflage ist eine Öffnung eingearbeitet, durch die der Bügel nach unten geführt wird.

Beide Ausgestaltungen können einzeln aber auch gemeinsam in einem Montagesystem verwendet werden. Diese beiden voneinander unabhängigen Lösungen können auch noch zweckmäßig gemäß den Unteransprüchen ausgestaltet werden.

Das Montageelement kann zweckmäßig als ein Formstück ausgebildet und hergestellt sein, was je nach Fertigungsweise die Herstellungskosten noch verringert.

Es ist auch vorteilhaft, die Bohrung an der Abwinklung an einer Längsseite, an der die Verbindung mit dem Unterteil des Halters mittels Schrauben erfolgt als Langloch auszuführen, um den Abstand der Schenkel des Halters zu variieren.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Montageelements besteht darin, dass an Stelle des Steges in der abgewinkelten Lasche durch Verformen eine Erhebung erzeugt wird, oder eine Feder angebracht ist. Es ist auch möglich, dazu eine Schraube oder Niet einzusetzen.

Es ist auch vorteilhaft, die Verbindungselemente für die Module mit der Montagschiene derart auszuführen, dass die Enden des Bügels hakenförmig ausgebildet sind.

Zur Verbindung der beiden Enden des Bügels ist es vorteilhaft eine Lasche aus Flachmaterial mit zwei Bohrungen zum Einhängen an den Enden des Bügels zu verwenden.

Es ist auch vorteilhaft, die Lasche als eine lang gestreckte Öse auszuführen.

Es ist weiterhin zweckmäßig, das Montageelement als Formteil herzustellen.

Das Erfindungswesentliche als eine weitere Verbesserung des Befestigungssystems für Solarelemente besteht in der Ausführung des Oberteils des Halters, der ein wesentliches Bauteil des Systems darstellt und der Verbindung mit der Montageschiene dient. Durch diese Ausführung wird die Fertigung der Teile vereinfacht und gleichzeitig die Montage verbessert und erleichtert.

Es ist auch möglich, unter Verwendung des verbesserten Oberteils des Halters und der Befestigung der Montageschiene die Anordnung spiegelbildlich auszuführen, wodurch jeweils zwei Halter gegeneinander anzubringen sind, so dass die Rhombusform von zwei gegenüber liegenden Montageschienen entgegengesetzt liegen.

Die Vorteile des verbesserten Befestigungssystems bestehen darin, dass die Verbindungen bzw. alle Montageteile einfacher und damit kostengünstiger herstellbar sind. Die Gestaltung des Montagewinkels und Befestigung der Module bringt wesentliche Vorteile bei der Fertigung und der Montage. Die Befestigung wird noch sicherer. Alle dazu erforderlichen Teile für die Befestigung der Module an den Montageschienen bilden eine Baugruppe, die vormontiert auf die Montageschiene geschoben wird.

An einem Ausführungsbeispiel werden die Teile des Befestigungssystems in der verbesserten Ausführung beschrieben.

Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

1. einen Schnitt durch eine Befestigungsstelle eines Moduls mit einer Montageschiene,

2: eine Draufsicht auf ein Montageelement,

3: einen Schnitt durch eine Befestigungsstelle zwischen Modulen und Montageschiene,

4: einen Schnitt durch eine Befestigungsstelle der Montageschiene mit dem Modul.

In 1 und 2 liegen wie bisher Module 9 auf der Montageschiene 10. Das bisherige Oberteil 4.1 des Halters 4 ist durch ein Montageelement 19 in Form eines Winkels ersetzt. Dieser besitzt entsprechend dem rhombusförmigen Profil der Montageschiene 10 eine Aussparung 20. Parallel zur Längsachse der Montageschiene 10 sind beiderseits der Aussparung 20 Laschen 21 angebracht. Diese Laschen 21 sind an einer Seite des Montageelements 19, durch Abwinkeln des Materials beim Herstellen der Aussparung 20 gebildet. Das Ende des Montageelements 19 ist abgewinkelt und mit einer Bohrung 22 versehen, damit dieser mit dem Unterteil 4.2 des Halters 4 verschraubt werden kann. Die Lasche 21 weist im Bereich der Nut 23 der Montageschiene 10 eine Erhebung 24 nach der Montageschiene 10 zu gerichtet auf.

In 2 zeigt, wie die Laschen 21 durch Abwinkeln des Materials der Aussparung 20 zu beiden Seiten hergestellt sind.

In 3 und 4 ist die Befestigung der Module 9 auf der Montageschiene 10 dargestellt. Zwischen den Modulen 9 befindet sich eine u-förmige Modulklemme 25, deren Schenkel nach außen abgewinkelt sind und auf den Modulen 9 aufliegen. In der Modulklemme 25 befindet sich ein exzentrischer Bolzen 15. Dieser Bolzen 15 umschließt wie bisher das obere halbrund ausgeformte Teil des Bügels 13. Der Bügel 13 ist wie bisher so ausgebildet, dass er die Montageschiene 10 umschließt, aber auf einer Seite parallel zur Längsseite der Montageschiene 10 offen ist. Diese Enden sind als Haken gekröpft. Zwischen den beiden Enden des Bügels 13 ist ein Verbindungselement 26 eine lang gestreckte Öse eingehängt, so dass der Bügel 13 geschlossenist. Dadurch wird über die Modulklemme 25 das Modul 9gegen die Montageschiene 10 gedrückt, wenn der exzentrische Bolzen 15 entsprechend gedreht wird.

Der Bolzen 15 hat Bohrungen 27, in welche ein Werkzeug eingesteckt wird, um den Bolzen 15 zu drehen. Der Bolzen 15 hat gegenüber der höchsten Stelle des Exzenters eine Fläche 28, damit in dieser Stellung der Bügel 13 gespannt und arretiert ist. Im unteren Teil der Modulklemme 25 sind Aussparungen 29 eingebracht, durch welche der Bügel 13 gesteckt ist.

4
Halter
4.1
Oberteil
4.2
Unterteil
9
Modul
13
Bügel
10
Montageelement
15
Bolzen
19
Montageelement
20
Aussparung
21
Lasche
22
Bohrung
23
Nut
24
Erhebung
25
Modulklemme
26
Verbindungselement
27
Bohrung
28
Fläche
29
Aussparung


Anspruch[de]
Befestigungssystem für Solarmodule, bestehend aus u-förmig gebogenen zweiteiligen, höhenverstellbaren Haltern (4), deren einer Schenkel als Unterteil (4.2) mittels einer daran angebrachten Montageplatte (5), und deren anderer Schenkel als Oberteil (4.1) an seinem Ende so ausgebildet ist, dass eine nach oben offene Aufnahme (6) entsteht, aus Montageschienen (10) in Form eines Rhombus, die in der Aufnahme (6) des Halters (4) derart abgeordnet ist, dass die Schmalseite parallel zum Modul (9) verläuft, und aus federnden Bügeln (13), die die Montageschiene (10) umschließen und deren oberer Teil halbrund ausgeformt ist und einen Bolzen (15) umschließen, nach Patentanmeldung 10 2005 032 859.8-33 dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (4.1) des Halters (4) ein Montageelement (19) ist, das derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es senkrecht zum Modul (9) steht und eine Aussparung (20) entsprechend dem Querschnitt der Montageschiene (10) eingebracht ist, dass mindestens auf einer Seite der Aussparung (20) parallel zum Verlauf der Montageschiene (10) eine Lasche (21) angeordnet ist, dass diese Lasche (21) innenseitig zur Montageschiene (10) gerichtet im Bereich der Nut (23) der Montageschiene (10) eine Erhebung (24) in die Nut (23) reichend aufweist, und dass das Ende des Montageelements (19) auf der Seite des Halters (4) abgewinkelt ist und in diese Abwinklung eine Bohrung (22) eingebracht ist. Befestigungssystem für Solarmodule, bestehend aus u-förmig gebogenen zweiteiligen, höhenverstellbaren Haltern (4), deren einer Schenkel als Unterteil (4.2) mittels einer daran angebrachten Montageplatte (5) und deren anderer Schenkel als Oberteil (4.1) an seinem Ende so ausgebildet ist, dass eine nach oben offene Aufnahme (6) entsteht, aus Montageschienen (10) in Form eines Rhombus, die in der Aufnahme (6) des Halters (4) derart abgeordnet ist, dass die Schmalseite parallel zum Modul (9) verläuft und aus federnden Bügeln (13), die die Montageschiene (10) umschließen und deren oberer Teil halbrund ausgeformt und einen Bolzen umschließen nach Patentanmeldung 10 2005 032 859.8-33 dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Bügel (13) an einer Längsseite im Bereich der Montageschiene (10) in einem definierten Abstand unterbrochen ist und die Enden gekröpft und/oder als Haken ausgebildet sind, dass zwischen den beiden Enden ein Verbindungselement (26) eingesetzt ist, das zwischen jeweils zwei Modulen (9) eine u-förmige Modulklemme (25) angeordnet ist, deren beide Schenkel nach außen abgewinkelt sind und auf den Modulen (9) aufliegen, dass im unteren Steg der Modulklemme (25) eine Aussparung (29) zur Durchführung des Bügels (13) eingebracht ist, und dass der Bolzen (15) exzentrisch und von dem Bügel (15) umschlossen ist, und eine Fläche (28) besitzt. Befestigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Montageelement (19) ein Winkel ist und ein Schenkel, der die Aussparungen (20) besitzt senkrecht zum Modul (9) angeordnet ist. Befestigungssystem nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, das die Lasche (21) durch Abwinkeln des bei der Herstellung der Aussparung (20) frei werdenden Materials gebildet ist. Befestigungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (22) in dem Montageelement (19) ein Langloch ist. Befestigungssystem nach Anspruch 1, 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagewinkel (19) ein Formstück ist. Befestigungssystem nach Anspruch 1, 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (24) in der Lasche (21) in Richtung der Montageschiene (10) durch Verformung gebildet ist. Befestigungssystem nach Anspruch 1, 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (24) eine Schraube oder ein Niet ist. Befestigungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (27) aus Flachmaterial mit Bohrungen im Abstand der Enden des Bügels (13) ist. Befestigungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (27) eine lang gestreckte endlose Öse ist. Befestigungssystem nach Anspruch 2, 9 oder 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Modulklemme (25) ein Formstück ist. Befestigungssystem nach Anspruch 2, 9 bis 11, durch gekennzeichnet, dass der Bolzen (15) Bohrungen (28) zum Drehen des Bolzens (15) durch Einstecken eines Werkzeuges besitzt. Befestigungssystem nach Anspruch 2, 8 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (15) gegenüber der höchsten Stelle der Nut (26) eine Fläche (30) aufweist.






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