von plattenförmigen Bauelementen

insbesondere von Solarmodulen

Beschreibung Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft eine Klemmverbindung zur Befestigung von

plattenförmigen Bauelementen auf schienenförmigen Trägern, insbesondere von Solarmodulen, die aus einem Auflager und einer Klemmkappe bestehen. Die Träger haben Führungsnuten mit nach innen in die Nut überstehenden Rändern, in welche ein am Auflager vorhandenes Widerlager von T-förmiger Gestalt mit seinem Querbalken eingesetzt und nach einer Drehung von 90° Grad hinter die überstehenden Ränder eingreift. Das Auflager selbst hat einen mittigen, in Längsrichtung der Klemmverbindung ausgerichteten Stützbalken mit seitlichen Flügelleisten, mit Auflageflächen für die Bauelemente sowie ein auf seiner Unterseite vorhandenes Widerlager zur Befestigung des Auflagers am Träger. Die Klemmkappe hat eine den oberen Teil des Stützbalkens erfassende Längsnut und Klemmflächen, welche die Auflageflächen des Auflagers überdecken.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Zur Befestigung von plattenförmigen Bauelementen an Trägern sind

verschiedene Klemmverbindungen bekannt. Dabei haben Klemmverbindungen für Solarmodule besondere Aufgaben. Zum Einen sollen diese

Klemmverbindungen im Hinblick auf die entstehenden hohen mechanischen Belastungen durch Wind oder Schneefall und auch wegen Größe und Gewicht der Module sehr stabil sein. Andererseits aber besteht die Forderung, dass durch die Verklemmung keine Verspannungen an den Modulen auftreten, die zu Rissbildungen an den sehr empfindlichen Oberflächen der Module führen können. Letzteres ist besonders bei rahmenlosen Photovoltaik- Dünnschichtmodulen von Bedeutung.

Stand der Technik

Der generelle Aufbau einer Klemmverbindung der hier behandelten Art ist der EP 2000 309 552 A1 zu entnehmen. Die in der genannten Druckschrift gezeigte Klemmverbindung hat einen einfachen Aufbau und erlaubt eine erleichterte Montage an einem Träger. Die Klemmverbindung besteht im Wesentlichen aus drei Teilen, nämlich einer Klemmauflage, einer Klemmkappe und einer

Befestigungsschraube. Das Auflager hat an seiner Unterseite ein Widerlager in T-Form, dessen Fuß von der Unterseite des Auflagers absteht und einen Querbalken hat, der in die Führungsnut des Trägers eingesetzt die

überstehenden Rändern der Führungsnut hintergreift. Hierdurch wird eine einfache Montage des Auflagers am Träger erreicht. Auf das Auflager wird die Klemmkappe aufgesetzt und mittels der Befestigungsschraube daran verschraubt.

Weitere Entwicklungen dieser Klemmverbindung sind in den nicht

vorveröffentlichten Patentanmeldungen EP 11 001 120 und EP 11 001 119 enthalten. Bei beiden genannten Schriften wird die Klemmverbindung in Form einer Rastverbindung erreicht. Dabei wird auf unterschiedliche Weise vorgegangen, indem die Rastverbindung in der einen Anmeldung über einen Stift erfolgt, welcher durch Bohrungen in der Klemmkappe in dem Auflager durchgedrückt wird und in eine Rastverzahnung im Auflager einrastet. Bei der zweiten Ausführungsform entfällt der gesonderte Stift und die Klemmkappe selbst ist mit dem Raststift zu einer Einheit verbunden. Bei letzterer

Ausführungsform hat die Klemmverbindung folglich nur zwei Teile.

Darstellung der Erfindung Von dem vorstehend genannten Stand der Technik geht die Erfindung aus und schlägt eine weiter verbesserte Klemmverbindung vor, die eine einfache

Herstellung erlaubt, die Montage erleichtert und gleichzeitig eine

diebstahlsichere Befestigung ergibt. Die Erfindung soll insbesondere für rahmenlose Photovoltaik Dünnschicht-Module einsetzbar sein, unabhängig von der Dicke der Module. Die Klemmverbindung soll alle im Markt befindliche Moduldicken erfassen und dabei ein einfaches Montagevorgehen erlauben. Auch wenn bei einem einzelnen Modul größere Toleranzspannen vorliegen, soll das Modul mit einer konstanten Vorspann- und Haltekraft fixiert werden können.

Die Lösung der gestellten Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche 2 bis 26 stellen vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands dar. Ausgehend von den voranstehend genannten nicht vorveröffentlichten

Patentanmeldungen wird bei der vorliegenden Erfindung in dem Durchlass des Auflagers zentrisch eine Federscheibe untergebracht, welche den für die

Halteverbindung vorgesehenen Haltestift kraftschlüssig erfasst und fixiert. Auf diese Weise wird durch Eindrücken des Haltestifts in die Federscheibe die Klemmkappe am Auflager unverrückbar angebracht. Als Haltestift kann ein gesonderter Stift vorgesehen sein, der durch Öffnungen in der Klemmkappe und im Auflager hindurchgeführt wird, bevorzugt wird der Haltestift jedoch integral an der Klemmkappe angeordnet. Der Haltestift selbst hat eine glatte Oberfläche und kann folglich in beliebiger Tiefe in die

Federscheibe eingedrückt werden. Begrenzungen, beispielsweise im Hinblick auf die Lage von vorgegebenen Rastnasen oder dergleichen, sind hier nicht gegeben. Dieses bedeutet, dass die Klemmverbindung sowohl die

unterschiedlichen Dickentoleranzen eines Solarmoduls als auch

unterschiedliche Dicken der Solarmodule selbst erfassen kann. Darüber hinaus konnte festgestellt werden, dass diese Halteverbindung eine äußerst hohe konstante Haltekraft ergibt und dabei für das Eindrücken des Haltestifts in die Federscheibe nur relativ geringe Kräfte erforderlich sind. Das Eindrücken des Haltestifts in die Federscheibe kann damit sehr einfach von Hand

vorgenommen werden.

Bei den meisten Anwendungen genügt es, wenn lediglich eine Halteverbindung mittig in der Klemmverbindung angeordnet wird. Die Federscheibe kann dabei im Querbalken des Widerlagers untergebracht werden.

Bevorzugt wird das Auflager von einer Elastomerschicht umgeben. Diese erfasst auch den Stützbalken, der für die exakte Ausrichtung der Klemmkappe vorgesehen ist und der auch die seitliche Abstützung der Module übernimmt. Für das Widerlager ist die Elastomerlage insofern von Bedeutung, als es eine leichte Verklemmung des Auflagers in der Führungsnut des Trägers ermöglicht, so dass das Auflager während der Montage an der vorgegebenen Stelle am Träger verbleibt.

Es ist günstig, wenn das Auflager und auch die Klemmkappe aus Kunststoff hergestellt sind. Dieses vereinfacht die Fertigung und ist beispielsweise auch keinen Rostschäden ausgesetzt und wird durch eine wichtige Flexibilität positiv gekennzeichnet.

Die Auflageflächen des Auflagers und die Klemmflächen der Klemmkappe werden aus einem Elastomer hergestellt und mit einer hervorstehenden

Profilierung versehen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn im Hinblick auf die bei der Montage aufzubringenden Eindrückkräfte des Haltestiftes die Profilierungen des Auflagers und der Klemmkappe im Winkel zueinander angeordnet werden. Bevorzugt beträgt dieser Winkel 90° Grad, so dass die Profilierungen quer zueinander liegen. In weiterer Ausgestaltung werden Profilierungen aus Puffersträngen aus einem Elastomer und aus

Anschlagstutzen gebildet, wobei die Anschlagstutzen einen inneren Kern aus Kunststoff haben, welche einheitlich mit dem Auflager bzw. der Klemmkappe verbunden ist. Diese Anschlagstutzen haben eine geringere Höhe als die voll aus einem Elastomer bestehenden Pufferstränge. Es ist günstig, wenn zwischen zwei Anschlagstutzen mehrere aus Elastomer bestehende

Pufferstränge angeordnet werden.

Bevorzugt werden Federscheiben aus Federstahl benutzt, welche mit sechs Schlitzen versehen sind und folglich sechs Federzungen haben, welche am Haltestift fest anliegen. Der schlitzlose Rand der Federscheibe wird eben ausgeführt und zumindest teilweise in das Kunststoffmaterial des Auflagers eingebettet. Die Klemmverbindung ist so ausgebildet, dass sie seitlich je ein Solarmodul von in Reihe angeordneten Modulen erfaßt. Für die Verwendung der Erfindung bei der Verklemmung eines Endmoduls einer Modulreihe ist es möglich, das Auflager und die Klemmkappe nur an einer Seite mit

Auflageflächen bzw. Klemmflächen für das Solarmodul auszubilden. Es ist jedoch auch möglich, die mit einer zweiseitigen Verklemmung ausgebildeten Klemmverbindung, die grundsätzlich für die Erfassung von zwei in Reihe liegenden Solarmodulen vorgesehen ist, für eine einseitige Verklemmung zu benutzen, indem auf der gegenüberliegenden Seite des Stützbalkens eine Gegenstütze zwischen der Auflagefläche des Auflagers und der Klemmfläche der Klemmkappe eingefügt wird. Diese Gegenstütze kann beispielsweise aus einem von einem endlosen Strangprofil abgelängten Einzelstück bestehen.

Um auch bei größeren Solarmodulen die erfindungsgemäße Klemmverbindung vorteilhaft einsetzen zu können, kann die Klemmverbindung mit mehreren Halteverbindungen ausgestattet werden. Dabei kann die Klemmverbindung eine mittige Halteverbindung haben, bei der die Federscheibe im Querbalken des Widerlagers untergebracht ist und dazu weitere Halteverbindungen aufweisen, welche zur mittigen Halteverbindung in gleichen Abständen angeordnet werden, und bei denen die Federscheiben in zusätzlichen

Öffnungen im Stützbalken angeordnet werden, in die die zusätzlichen

Haltestifte eingedrückt werden.

Schließlich wird noch darauf hingewiesen, dass die Klemmkappe bei einer Ausbildung aus einem Kunststoff in Form eines Leistengerüsts ausgestattet wird, das aus einer Bodenplatte und aus Längs- und Querleisten besteht. Ein solches Leistengerüst erlaubt eine sehr präzise Herstellung der Klemmkappe.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Es zeigt: Fig. 1 eine Klemmverbindung in isometrischer Ansicht für einen

Querverbau der Träger

Fig. 2 das Auflager nach Fig. 1 ebenfalls in isometrischer Ansicht; Fig. 3 einen Querschnitt durch die Mitte der Klemmverbindung; eine isometrische Ansicht einer Klemmverbindung mit drei

Halteverbindungen; eine isometrische Ansicht des Auflagers der Klemmverbindung nach Fig. 4; die isometrische Ansicht der Klemmkappe der Klemmverbindung nach Fig. 4; einen Längsschnitt durch die Klemmverbindung nach Fig. 4; und eine isometrische Ansicht einer Federscheibe in vergrößerter Darstellung.

Ausführung der Erfindung

Die in der Fig. 1 gezeigte Klemmverbindung 1 besteht aus dem Auflager 2 und der Klemmkappe 3. Das Auflager 2 hat den mittigen Stützbalken 4 und die seitlichen Flügelleisten 5 und 6. Auf der Unterseite des Auflagers 2 ist das Widerlager 7 zur Befestigung des Auflagers am Träger 8. Die Klemmkappe 3 hat mittig eine Längsnut 9, die über den Stützbalken 4 gestülpt ist und dadurch die Klemmkappe 3 in der exakten Längsausrichtung zum Auflager 2 hält. Der Stützbalken 4 übernimmt mit seinen Seitenflächen auch die Abstützung der Solarmodulränder beim Befestigungsvorgang. Die Flügelleisten 5, 6 haben auf ihrer Oberseite die Auflageflächen 10, 11 für die Solarmodule 13. An der Klemmkappe 3 sind Klemmflächen 12, 14 vorhanden. Sowohl die

Auflageflächen 10, 11 des Auflagers 2 als auch die Klemmflächen 12, 14 der Klemmkappe 3 bestehen aus einem Elastomer mit einer hervorstehenden Profilierung 15, 16. Die Profilierung 15 des Auflagers 2 und die Profilierungen 16 der Klemmkappe 3 stehen in einem Winkel von 90° Grad zueinander.

Diese Ausrichtung der Profilierungen 15 und 16 erlaubt ein besonders weiches Aufeinanderdrücken der Klemmkappe auf das Auflager 2. Die Profilierungen 15, 16 sind unterteilt in Pufferstränge 17, 18, die vollständig aus einem

Elastomer bestehen und aus Anschlagstützen 19, 20, die aus Kunststoff hergestellt sind und lediglich mit einem Überzug aus einem Elastomer ausgestattet sind. Diese Kunststoffkerne sind einheitlich mit dem Auflager 2 bzw. der Klemmkappe 3 verbunden und stellen gewissermaßen höckerartige Vorsprünge auf denselben dar. Die Anschlagstutzen 19, 20 haben eine geringere Höhe als die voll aus einem Elastomer bestehenden Pufferstränge 17, 18. Wechselweise können zwischen den Anschlagstutzen 19, 20

Pufferstränge 17, 18 eingefügt werden. Dieses ist abhängig von der Haltekraft, welche durch die Pufferstränge 17, 18 ausgeübt werden soll. Die Klemmkappe 3 besteht in ihrem Grundaufbau aus einem Leistengerüst, aus einer

Bodenplatte 21 und den Längs- und Querleisten 22 und 23.

Die Fig. 2 zeigt in isometrischer Ansicht das Auflager 2, um die Ausbildung des Stützbalkens 4 zu zeigen, der durch den Durchläse 24 für die Halteverbindung 25 unterbrochen ist. Auf seiner Oberseite hat der Stützbalken 4 die Aufsätze 27, die seitlich mit einem Elastomer belegte Abstützflächen 26 für die einzuklemmenden Solarmodule 13 haben.

Die Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Mitte der Klemmverbindung 1 , aus der die Lage des Haltestiftes 30 und der Federscheibe 31 Sichtbar werden. Außerdem ist hier das Einklemmen eines Solarmoduls 13 auf der rechten Seite der Figur und die Anbringung einer Gegenstütze 32 bei einer einseitigen Verklemmung des Solarmoduls 13 auf der linken Seite gezeigt. Die

Klemmkappe 3 und der Haltestift 30 sind einheitlich als ein Einzelstück hergestellt, ebenso das Auflager 2 mit den Flügelleisten 5, 6, dem Stützbalken 4 und dem Widerlager 7. Der Haltestift 30 befindet sich in dem Durchlass 24 des Auflagers 2 und ist in die Federscheibe 31 eingedrückt. Das Widerlager 7 ist in den Träger 8 eingesetzt und hintergreift die nach innen überstehenden Ränder 34, der Nut. Der Haltestift 30 selbst hat eine glatte Oberfläche und kann auf eine beliebige Tiefe in den Durchlass 24 und damit in die Federscheibe 31 eingedrückt werden. Das Auflager 2 ist von einer Elastomerauflage 35 umgeben. Sowohl am Auflager 2 als auch an der Klemmkappe 3 sind die Profilierungen 5, 16 angebracht. Dabei ist an der Klemmkappe 3 die

Ausbildung der Pufferstränge 18 vollständig aus einem Elastomer und die Ausbildung der Anschlagstutzen 20 aus einem Kunststoff kern mit einem

Elastomerüberzug sichtbar gemacht.

In den Fig. 4 bis 7 ist eine Klemmverbindung 1 gezeigt, die mehrere

Halteverbindungen 25, 28, 29 hat. Dabei hat die Klemmverbindung 1 eine mittige Halteverbindung 25, bei der die Federscheibe 3,1 wie in den Fig. 1 bis 3 vorgesehen, im Querbalken 36 des Widerlagers 7 untergebracht ist, und zu dieser mittigen Halteverbindung 25 sind zwei weitere Halteverbindungen 28 und 29 vorgesehen, bei denen die Federscheiben 41 , 51 in den Durchlässen 42, 52 im Stützbalken 4 angeordnet sind. Der prinzipielle Aufbau der

Klemmverbindung aus den Fig. 1 bis 3 wird beibehalten, jedoch ist die

Klemmverbindung insgesamt verlängert und in dem Stützbalken 4 sind die zusätzlichen Durchlässe 42, 52 angebracht. Entsprechendes gilt für die

Darstellungen in den Fig. 5 bis 7 bei denen die Klemmkappe 3 drei Haltestifte 30, 40 und 50 und das Auflager 2 drei Durchlässe 24, 42 und 52 hat. Diese Klemmverbindung hat eine sehr gleichmäßige Flächenpressung an den

Solarmodulen, die in der Regel nur 3 bis 14 mm dick sind. In der Fig. 7 ist die Anordnung der Federscheiben 31 , 41 und 51 im Widerlager 7 und Stützbalken 4 gezeigt. Die Fig. 8 zeigt die Ausbildung einer Federscheibe 31 , die sechs Schlitze 45 aufweist und somit sechs Federzungen 46 hat. Der schlitzlose Rand 47 der Federscheibe 31 ist eben ausgeführt und wie in den Fig. 3 und 7 gezeigt, in das Kunststoffmaterial des Auflagers 2 eingebettet.