CN110345139B - 紧固钉 - Google Patents
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Abstract
一种紧固钉,适于将光伏框架紧固在支撑壁的前表面上,包括构成钳夹的支承头和相对支撑脚,该钳夹可以横向地接收支撑壁的区段和光伏框架的区段。相对支撑脚包括至少一个支承侧向凸缘,支承侧向凸缘纵向地定位以便当光伏框架和支撑壁在钳夹中横向地接合时纵向地支承在支撑壁的后表面上。支承头包括至少一个钩元件,钩元件适于钩住光伏框架以便使光伏框架在钳夹中横向地固定。支承头和/或相对支撑脚包括至少一个机械张紧凸缘,其中由于光伏框架区段和支撑壁区段在支承头与相对支撑脚之间的确定间隔中的横向接合的作用而产生的机械张紧凸缘的弹性变形和/或位移使得支承头和相对支撑脚能够施加光伏框架和支撑壁在钳夹中的纵向夹紧。
Description
技术领域
本发明涉及一种紧固钉(fastening staple),其适于将光伏框架紧固在支撑壁的前表面上。
可能的目标应用涉及这样的情况:支撑壁由支撑梁的任何凸缘构成,支撑梁进而旨在借助于适于支撑梁和地形的任何基座而保持远离地面。
背景技术
已知的问题是必须将光伏设备的每个光伏框架紧固在一个或多个支撑梁上。已知的技术在于,使用多个紧固钉来保持每个光伏框架,其中每个紧固钉允许将与其协作的光伏框架保持在由支撑梁之一限定的支撑壁的前表面上。
还已知的是,为了满足一些法规要求,紧固钉必须能够将光伏框架和支撑壁设置在相同的电位处。
例如,本申请人名下的文献EP-A1-2867541描述了一种用于紧固光伏框架的装置,该装置包括单件式整体制成的紧固元件,以将光伏框架连结到细长支撑件。该紧固元件包括本体,该本体包括:一对槽,使得能够接收光伏框架区段;一对柔性凸缘,用于夹紧到细长支撑件中,该细长支撑件具有U形中空部,在夹紧柔性凸缘时本体被容纳在该U形中空部内部;以及柔性突出部,布置在本体的顶部中,从而切入光伏框架中,以便将其固定在槽内部。
尽管该解决方案在所获得的附接的鲁棒性方面是有效的,但是缺点在于,在安装时设置的唯一可能性在于调节每个紧固元件沿着每个细长支撑件所占据的位置的能力。这导致安装困难,并且光伏设备也只能植入到基本上平坦地形上,这限制了其开发。
除了解决上述问题之外,另外的困难在于,获得这样的紧固钉,其对于安装者而言易于实现,其由于与成本有关的明显原因而廉价,并且不管可能达到每个紧固钉120kg的撕裂力或者也可能高的剪切力,其对由此确保的附接赋予非常高的抵抗力。
由于目前的趋势在于开发甚至更大的光伏框架以降低光伏设备的安装成本,因此这些抗撕裂和剪切的问题变得更加复杂。
与文献US2006/102820A1和US3298646A中描述的那些类似,存在实现紧固钉的解决方案,该紧固钉包含通过本体彼此连结以限定钳夹的支承头和相对支撑脚。但是这些解决方案不涉及紧固光伏面板的领域,并且没有足够的鲁棒性来满足抗撕裂和剪切方面的需求。
发明内容
本发明旨在提供一种适于将光伏框架紧固在支撑壁的前表面上的紧固钉,其解决了与现有技术相关的上述问题。
具体地,本发明的目的是提供一种满足以下目标中的至少一个的紧固钉:
经济,
促进简单安装,
使得可以安装在非平坦地形上,
对于撕裂和剪切具有非常好的鲁棒性。
该目的可以通过一种紧固钉来实现,该紧固钉适于将光伏框架紧固在支撑壁的前表面上,紧固钉由单件式整体制成的导电金属零件组成,从而限定:
支承头;
相对支撑脚(counter-support foot);
连结本体,将相对支撑脚连结到支承头,使得支承头和相对支撑脚沿着紧固钉的纵向方向彼此偏移确定间隔,连结本体适于通过将支承头穿过槽纵向***来穿过形成在支撑壁中的槽而跨越支撑壁的厚度,以便将支承头和相对支撑脚分别定位在支撑壁的任一侧上,并且在紧固钉的横向方向上通过紧固钉的整体滑动运动来沿着槽滑动;
紧固钉,其中,支承头与相对支撑脚之间的确定间隔适于使得支承头和相对支撑脚构成钳夹,钳夹在光伏框架支承在支撑壁的前表面上的构型中可以横向地接收支撑壁的区段和光伏框架的区段两者,
其中,相对支撑脚包括至少一个支承侧向凸缘,该支承侧向凸缘纵向地定位,以便当光伏框架和支撑壁在钳夹中横向地接合时纵向地支承在支撑壁的后表面上,
其中,支承头包括至少一个钩元件,该钩元件适于钩住光伏框架,以便使光伏框架在钳夹中横向地固定,
其中,支承头和/或相对支撑脚包括至少一个机械张紧凸缘,其中由于光伏框架区段和支撑壁区段在支承头与相对支撑脚之间的确定间隔中的横向接合的作用而产生的机械张紧凸缘的弹性变形和/或位移使得支承头和相对支撑脚能够施加光伏框架和支撑壁在钳夹中的纵向夹紧,
其中,连结本体通过由紧固钉限定的两个侧向壁构成,这两个侧向壁在紧固钉的侧向方向上彼此偏移并通过交叠区域在其在支承头处的一个纵向端处彼此连接,其在相对支撑脚处的相对纵向端彼此独立,所述至少一个支承侧向凸缘固定到侧向壁之一,从而相对于其所固定的侧向壁侧向突出地延伸。
该紧固钉的一些优选但非限制性的方面是以下方面。
支承头可以包括上臂,该上臂从交叠区域以悬臂方式横向地延伸并在纵向方向上在相对支撑脚的正下方。
所述至少一个机械张紧凸缘可以由所述至少一个支承侧向凸缘构成,并且所述至少一个支承侧向凸缘倾斜以便相对于侧向方向形成一角度并通过可弹性变形弯曲区域来连接至其所固定的侧向壁,使得支承侧向凸缘可以在光伏框架区段和支撑壁区段在支承头与相对支撑脚之间的确定间隔中的横向接合的作用下至少通过所述可弹性变形弯曲区域的弹性变形而纵向地下降。
支承侧向凸缘中的每个可以在横向方向上分成至少一个上支承侧向凸缘和至少一个下支承侧向凸缘,所述至少一个上支承侧向凸缘相对于所述至少一个下支承侧向凸缘在纵向方向上在支承头一侧突出。
钩元件可以包括保持凸耳和台肩,保持凸耳和台肩固定到上臂,同时沿着上臂在横向方向上彼此偏移,并且在其间限定凹口,该凹口向钳夹的内侧开放并适于接收光伏框架的肋条。
侧向壁可以倾斜以便与纵向方向形成一角度,从而通过靠近交叠区域来彼此靠近,侧向壁可以通过交叠区域的弹性变形来彼此侧向地接近,交叠区域的材料的弹性返回确保了侧向壁在侧向方向上向外的侧向返回。
每个侧向壁可以包括保持侧向突出部,保持侧向突出部可以在支承头穿过槽纵向***之后在槽的边缘处抵靠在支撑壁的前表面上。
支承头可以包括彼此独立的两个柔性凸缘,其中每个柔性凸缘通过折叠区域连接至上臂,以便各自通过与纵向方向形成一角度而以倾斜方式朝向相对支撑脚延伸,两个柔性凸缘通过靠近上臂来朝向彼此靠拢,每个柔性凸缘可以在光伏框架区段和支撑壁区段在支承头与相对支撑脚之间的确定间隔中的横向接合的作用下通过所述折叠区域的弹性变形和/或通过柔性凸缘的固有弹性变形来侧向地分离,并且所述至少一个机械张紧凸缘由两个柔性凸缘构成。
钩元件可以包括一系列钩齿,这些钩齿沿柔性凸缘的与连结至折叠区域的其近侧边缘相对的远侧边缘横向地错开,这些钩齿适于在光伏框架区段在支承头与相对支撑脚之间的确定间隔中的横向接合的作用下切入光伏框架区段中。
还提供了一种光伏设备,包括:至少一个光伏框架;限定前表面的至少一个支撑壁,光伏框架支承在该前表面上,并且在该前表面中形成至少一个槽;以及至少一个这样的紧固钉,该紧固钉***到槽中,使得连结本体穿过槽来跨越支撑壁的厚度,以将支承头和相对支撑脚分别定位在支撑壁的任一侧上,并且在紧固钉的横向方向上通过紧固钉的整体滑动运动来沿槽滑动,以使支撑壁的区段和光伏框架的区段两者在支承头与相对支撑脚之间的确定间隔中横向地接合。
附图说明
本发明的其他方面、目的、优点和特征在阅读以下作为非限制性实例提供并参考附图作出的优选实施方式的详细描述时将更好地显现,其中:
图1和图2分别以前透视图和后透视图示出了根据本发明的紧固钉的第一实例,
图3和图4示出了图1和图2的紧固钉通过穿过槽***而在支撑壁上处于安装状态,
图5和图6示出了图1至图4的紧固钉在滑动之后以便占据其确保保持光伏框架的状态,
图7以前透视图示出了根据本发明的紧固钉的第二实例,
图8和图9示出了图7的紧固钉通过穿过槽***而在支撑壁上处于安装状态,
图10示出了图7至图9的紧固钉在滑动之后以便占据其确保保持光伏框架的状态,
图11以后透视图示出了根据本发明的紧固钉的第三实例,
图12以前透视图示出了根据本发明的紧固钉的第四实例,
图13以前透视图示出了根据本发明的紧固钉的第五实例,
图14以前透视图示出了根据本发明的紧固钉的第六实例。
具体实施方式
在图1至图14和以下描述中,相同的参考数字表示相同或相似的元件。此外,不同的实施方式和变型不相互排斥并可以组合在一起。
图1和图2呈现了根据本发明的紧固钉10的第一实例。图7呈现了根据本发明的紧固钉10的第二实例。图11呈现了根据本发明的紧固钉10的第三实例。图12呈现了紧固钉的第四实例。图13呈现了根据本发明的紧固钉10的第五实例,其是图12的紧固钉的变型。图14呈现了根据本发明的紧固钉10的第六实例,其是图7的紧固钉的变型。其余的图示出了前两个实例的紧固钉10在操作中的使用方式。
每个紧固钉10一方面允许将与其协作的光伏框架100保持在支撑壁201的前表面上,另一方面将光伏框架100和支撑壁201设置在相同的电位处。
如在图3至图6和图8至图10中可以注意到的,支撑壁201具体地可以由支撑梁200的凸缘之一构成,该支撑梁进而旨在借助于适于支撑梁200和地形的任何基座(未呈现)而保持远离地面。尽管如此,其中布置支撑壁201的***的性质并非限制性的,并且该***可以是任意的,这取决于应用。
光伏设备旨在包括多个光伏框架100。例如,每个光伏框架100借助于沿着第一支撑梁200偏移的至少两个紧固钉10而保持支承在固定到该第一支撑梁200的第一支撑壁201上,并且借助于沿着第二支撑梁200偏移的至少两个额外的紧固钉10而保持支承在固定到该第二支撑梁200的第二支撑壁201上。
在图5、图6、图9和图10中,仅呈现了光伏结构框或框架100的一部分。具体地,该结构框部分可以呈金属型材的形式,其截面在图5和图6的实施方式与图9和图10的实施方式之间不同。应指出,光伏框架100本身实际上不受限于关于可以通过本文献中描述的紧固钉10保持在位的光伏框架100的性质而可以考虑的应用领域的多样性。相反,由于这些紧固钉10而紧固的光伏框架100在必要时可以具有大尺寸,例如,宽度在1m到1.5m之间,而长度在1.5m到2.5m之间,这在成本和便于安装方面是真正的优点。
图1至图11中的每个紧固钉10是由导电金属材料形成的零件。例如,它可以由以下形成:从所述导电金属材料的金属片或带切割图案的操作,且然后交叠该图案直到获得紧固钉10的最终形状的连续操作。因此,每个紧固钉10成形为限定支承头11、相对支撑脚12和将相对支撑脚12连结到支承头11的连结本体13。
成形紧固钉10的方式使得支承头11和相对支撑脚12沿紧固钉10的纵向方向X彼此偏移确定间隔14。
出于清楚的原因,将正交参考框架与每个紧固钉10相关联,包括如上所述的纵向方向X、侧向方向Y和横向方向Z。
连结本体13适于通过在纵向方向X上将支承头11穿过槽202***来贯穿支撑壁201中形成的槽202的厚度而跨越支撑壁201的厚度,从而将支承头11和相对支撑脚12分别定位在支撑壁201的任一侧上。
例如,针对紧固钉10的第一实例的图3和图4以及针对紧固钉10的第二实例的图8示出了在完成支承头11贯穿槽202的厚度纵向***时获得的情况。支承头11位于支撑壁201的前表面的前部,而相对支撑脚12位于支撑壁201的后表面的后部。
连结本体13还适于,一旦其已通过前一段描述的方式预先纵向地***,就通过在紧固钉10的横向方向Z上的紧固钉10的整体滑动运动来在槽202的全部长度或部分长度上滑动。
有利地,槽202的长度小于紧固钉10在横向方向上的尺寸,这两个尺寸之间的差异被调整并有意地足够大,以便能够根据给定方向(通常根据东西轴线来定向)来设置由光伏框架100相对于支撑壁201所占据的位置。这促进了光伏设备在非平坦地形上的植入。
支承头11与相对支撑脚12之间的确定间隔14适于使得支承头11和相对支撑脚12构成钳夹15,该钳夹在光伏框架100支承在支撑壁201的前表面上的构型中可以横向地接收支撑壁201的区段和光伏框架100的区段两者。
例如,针对紧固钉10的第一实例的图5和图6以及针对紧固钉10的第二实例的图10示出了在完成紧固钉10的横向滑动运动使得直到支撑壁201的区段和光伏框架100区段共同放置在钳夹15内部(也就是说,在支承头11与相对支撑脚12之间)为止时获得的情况。
在紧固钉10的六个实例中的每个实例中,相对支撑脚12包括至少一个支承侧向凸缘16,该支承侧向凸缘纵向地定位,以便当光伏框架100和支撑壁201在钳夹15中横向地接合时纵向地支承在支撑壁201的后表面上。在图3中示出了所述至少一个支承侧向凸缘16支承在支撑壁201的后表面上。
在紧固钉10的六个实例中的每个实例中,支承头11包括至少一个钩元件17,该钩元件适于钩住光伏框架100,以便一旦支撑壁201的区段和光伏框架100区段已通过紧固钉10的横向滑动而共同放置在钳夹15内部,就使光伏框架100在钳夹15中横向地固定。
其中,紧固钉10的第一实例和第二实例在钩元件17的组织方式方面彼此不同。这些布置将在稍后详述。
在紧固钉10的六个实例中的每个实例中,紧固钉包括至少一个机械张紧凸缘,其中由于光伏框架100区段和支撑壁201区段在支承头11与相对支撑脚12之间的确定间隔14中的横向接合的作用而产生的机械张紧凸缘的弹性变形和/或位移使得支承头11和相对支撑脚12能够施加光伏框架100和支撑壁201在钳夹15中的纵向夹紧。
紧固钉10的第一实例和第二实例也在所述至少一个机械张紧凸缘的组织方式方面彼此不同。这些布置将在稍后详述。
根据通过图1至图14中所呈现的紧固钉10的六个实例中的每个实例实现的特定非限制性实施方式,连结本体13通过由紧固钉10限定的两个侧向壁18构成,这两个侧向壁在紧固钉10的侧向方向Y上彼此偏移并在其在支承头11处的一个纵向端处通过交叠区域19彼此连接。相反,两个侧向壁18的在相对支撑脚12处的相对纵向端彼此独立。所述至少一个支承侧向凸缘16固定到侧向壁18之一,以便相对于侧向壁侧向突出地延伸。
这些技术布置保证了紧固钉10具有制造简单并因此经济、能够实现凸缘16、26的适当侧向支承和对根据纵向方向X的两个撕裂和根据横向方向Y的剪切提供非常高的抵抗力的优点。
具体地,每个紧固钉10可以包括分别在相对支撑脚12处固定到两个侧向壁18的两个支承侧向凸缘16。例如,每个支承侧向凸缘16布置在侧向壁18的端部的延续部分中,该支承侧向凸缘通过经由交叠区域与其连接来固定到该侧向壁。
在紧固钉10的六个实例中的每个实例中,支承头11包括上臂20,该上臂从交叠区域19以悬臂方式横向地延伸并在纵向方向X上在相对支撑脚12的正下方。因此,钳夹15在平面(X,Z)中采用U形的大概形状,其底部由连结支承头11和相对支撑脚12的连结本体13实现。
在紧固钉10的第一实例中,钩元件17包括保持凸耳171和台肩172,该保持凸耳和该台肩固定到上臂20,同时沿着上臂20在横向方向Z上彼此偏移,并且在其间限定凹口173,该凹口向钳夹15的内侧开放并适于接收通常固定到结构框上的光伏框架100的肋条101。
仍然在紧固钉10的第一实例中,所述至少一个机械张紧凸缘由所述至少一个支承侧向凸缘16构成。每个支承侧向凸缘16倾斜以便相对于侧向方向Y形成一角度并通过可弹性变形弯曲区域21来连接至其所固定的侧向壁18,使得支承侧向凸缘16可以在光伏框架100区段和支撑壁201区段在支承头11与相对支撑脚12之间的确定间隔14中的横向接合的作用下至少通过该可弹性变形弯曲区域21的弹性变形并甚至通过支承侧向凸缘16的固有弹性变形而纵向地下降。
在紧固钉10的第一实例中,侧向壁18倾斜以便与纵向方向X形成一角度,以通过靠近交叠区域19而彼此靠近。交叠区域19具有一定的弹性,使得侧向壁18可以通过交叠区域19的弹性变形而彼此侧向地接近,交叠区域19的材料的弹性返回确保侧向壁18在侧向方向Y上向外的侧向返回。
侧向壁18的用于朝向外部弹性返回的这种侧向间距的第一功能是使得它们在紧固钉10穿过槽202***期间彼此靠近,交叠区域19用于赋予侧向壁18朝向槽202的边缘的向外侧向返回。更一般地,由于支承侧向凸缘16的弹性位移的可能性而可能伴随的侧向壁18的弹性位移的可能性(如图1、图12或图13的实例中的情况下,这是可能的)产生整体弹性并在纵向方向X上赋予非常有用的返回:不仅这些位移可能性在通过在横向方向Z上滑动紧固钉10进行安装时通过修改确定间隔14而有助于将支撑壁201区段和光伏框架100区段设置在限定于支承头11与相对支撑脚12之间的钳夹中,而且这还允许增加紧固钉10在纵向方向X上的弹性(更低的刚度、更大的弹性变形)以及紧固钉10所容许的支撑壁201和框架100的厚度范围。这最终允许增加紧固钉10的多功能性并抑制光伏面板100的共振振动。
在图1至图12中所示的紧固钉10的六个实例中的每个实例中,紧固钉10包括保持元件,这些保持元件构造成防止紧固钉10在其纵向***之后被纵向地移除到槽202外(例如在简单的重力作用下),以便确保紧固钉10在支承头11和相对支撑脚12分别位于支承壁201的任一侧上的构造中的正向阻挡。正向阻挡在本文中应当被理解为,只要不施加想要释放紧固钉10的人为动作,紧固钉10在***之后就在槽202中保持被纵向地阻挡。
在紧固钉10的第一实例中,保持元件呈保持侧向突出部22的形式,该保持侧向突出部例如通过冲压形成在每个侧向壁18中,以便在支承头11贯穿槽202的厚度纵向***之后可以在槽212的边缘处抵靠在支撑壁201的前表面上。这同样适用于图12和图13的实例。
现在,在紧固钉10的第二实例中,支承头11包括彼此独立的两个柔性凸缘23,其中每个柔性凸缘23通过折叠区域24连接到上臂20,以便通过与纵向方向X形成一角度以倾斜方式分别朝向相对支撑脚12延伸。这两个柔性凸缘23通过靠近上臂20而朝向彼此靠拢。每个柔性凸缘23可以在光伏框架100区段和支撑壁201区段在支承头11与相对支撑脚12之间的确定间隔14中的横向接合的作用下通过折叠区域24的弹性变形和/或柔性凸缘23的固有弹性变形而侧向地分离。这同样适用于图14的实例。
在图7和图14的紧固钉10的第二实例和第六实例中,所述至少一个机械张紧凸缘由两个柔性凸缘23构成。这些柔性凸缘23还构成先前限定的保持元件,出于制造简单和成本原因,与图1、图12和图13的紧固钉10的实例形成相比,有利地使得不需要保持侧向突出部22的存在。
如图所示,每个柔性凸缘23可以是穿孔的,以便改善其弹性变形能力。
无论构成所述至少一个机械张紧凸缘的方式如何,其存在允许确保保持光伏框架100压靠在支撑壁201的前表面上。除了与所获得的紧固的机械抵抗力相关的优点之外,这使得由紧固钉10的固有导电特性赋予的将光伏框架100和支撑壁201设置在相同电位处可靠。
仍然在图7和图14的紧固钉10的第二实例和第六实例中,钩元件17包括一系列钩齿174,这些钩齿沿着柔性凸缘23的与连结到折叠区域24的其近侧边缘相对的远侧边缘横向地错开。钩齿174适于在光伏框架100区段在支承头11与相对支撑脚12之间的确定间隔14中的横向接合的作用下切入光伏框架100区段中。
因此,确定间隔14于是对应于钩齿174与支承侧向凸缘16之间的空间。该确定间隔14比紧固钉10的第一实例的情况中的小得多,使得其例如适于接合呈平面底座形式的光伏框架100区段,这与光伏框架100区段具有上述肋条101的第一实例的情况形成对比。
在紧固钉10的第一实例和第二实例中的每个实例中,每个侧向壁18在连结本体13与相对支撑脚12之间的连结部(其进而相对于相对支撑脚12横向地以悬臂延伸)处具有相对于横向方向Z形成一角度的倾斜边缘,以便限制紧固钉10在该区域中承受的内应力,从而尽可能地避免破坏该区域的风险。
参照图11,紧固钉10的第三实例与第二实例的不同之处在于,连结本体13限定至少一个印记25,该印记适于接收和保持独立于紧固钉10的施加器(applicator)(未示出)的互补部分,其中所述施加器具有用作牺牲楔(martyr wedge)的能力,以用于通过撞击施加器(通常由于锤子)来实现紧固钉10在横向方向Z上的整体滑动运动。例如,这样的印记25可以通过在每个侧向壁18中在其给定的高度区域中形成的呈凹口形式的侧向弯曲来获得。
替代地,可以通过合适的工具来提供安装,该工具不是在方向X上穿过支撑壁201的平面顶部***而是从其底部***。该工具可以非常简单,例如呈以直角折叠的板的形式,其一端的特征在于具有槽,该槽的宽度基本上等于槽202的宽度。紧固钉10在该工具中的在横向方向Z上的***参与对侧向壁18进行压缩,直到它们彼此接触,并且进而不仅便于将紧固钉10在纵向方向X上***到支撑壁201中,而且便于紧固钉10在横向方向Z上***到彼此重叠的支撑壁201区段和光伏框架100区段上。通过在安装的相反方向上在横向方向Z上移除工具(这可以通过钩住相对于光伏框架100保持紧固钉10的钩元件17来实现),建立了支撑壁201和光伏框架100的横向方向Z上的弹性紧固。图12和图13的紧固钉10非常适合于该方法,因为可弹性变形弯曲区域21相对于相对支撑脚12在侧向方向Y上向后设置。
进而,图12中呈现的紧固钉10的第四实例是图1至图6中呈现的第一实例的变型。图12的紧固钉10与紧固钉10的不同之处在于,形成每个支承侧向凸缘16的方式。实际上,在图12中,可以注意到,每个支承侧向凸缘16在横向方向Z上分成至少一个上支承侧向凸缘161和至少一个下支承侧向凸缘162。例如,如图12所示,每个支承侧向凸缘16横向地分成一个单个的上支承侧向凸缘161和两个下支承侧向凸缘162,上支承侧向凸缘161例如在横向方向Z上位于这两个下支承侧向凸缘162之间。由所述至少一个上支承侧向凸缘161相对于侧向方向Y形成的角度大于由所述至少一个下支承侧向凸缘162相对于侧向方向Y形成的角度。这些角度之间的差异通常通过可弹性变形弯曲区域21的控制来调节,该可弹性变形弯曲区域将上支承侧向凸缘161和下支承侧向凸缘162中的每一者连结到侧向壁18。因此,所述至少一个上支承侧向凸缘161相对于所述至少一个下支承侧向凸缘162在纵向方向X上向上突出(也就是说,在支承头11一侧上突出)。因此,在光伏框架100区段和支撑壁201区段在支承头11与相对支撑脚12之间的确定间隔14中横向地接合时,所述至少一个上支承侧向凸缘161将抵靠在支撑壁201的下表面上,至少通过可弹性变形弯曲区域21的弹性变形并甚至通过上支承侧向凸缘161的固有弹性变形而导致所述至少一个上支承侧向凸缘161的纵向降低,甚至在所述至少一个下支承侧向凸缘162和支撑壁201的下表面之间建立接触之前也是如此。
在正常使用条件下(其中仅期望保持光伏框架100并将光伏框架100与支撑壁201设置在相同电位处),只有所述至少一个上支承侧向凸缘161与支撑壁201的后表面相接触并用作机械张紧凸缘。相反,在特殊使用条件下(其中以这种方式保持的光伏框架100受到非常高的外力,例如在强风的情况下,促使光伏框架100相对于支撑壁201升高),这导致光伏框架100在紧固钉10上施加非常高的力(远高于存在上述正常使用条件期间的那些),趋向于使紧固钉10相对于支撑壁201纵向地升高的这些力由紧固钉10经由相对支撑脚12传递到支撑壁201。在这些特殊使用条件期间,除了已经接触的每个上支承侧向凸缘161之外,所述至少一个下支承侧向凸缘162与支撑壁201的后表面相接触。这导致至少通过可弹性变形弯曲区域21的弹性变形并甚至通过下支承侧向凸缘162的固有弹性变形而使每个下支承侧向凸缘162纵向下降。
因此,在图12的第四实例中,紧固钉10包括可由钳夹15施加的两个纵向刚度水平。第一纵向刚度水平由所述至少一个上支承侧向凸缘161施加。该第一刚度水平低于在第一实例的情况下由钳夹15施加的纵向刚度,因为所述至少一个上支承侧向凸缘161具有折叠和/或变形的能力,其高于在图1的紧固钉10中使用的每个整体支承侧向凸缘16的折叠和/或变形的能力。第二刚度水平高于第一水平,并且由所述至少一个上支承侧向凸缘161和所述至少一个下侧向凸缘162的组合施加。在该有利的组织中,所述至少一个上支承侧向凸缘161和所述至少一个下支承侧向凸缘162被认为是紧固钉10所包括的所述至少一个机械张紧凸缘的构造的一部分。
进而,图13中呈现的紧固钉10的第六实例是图12中呈现的第四实例的变型。它与后者的不同之处首先在于这一事实:与图1和图12中所示的紧固钉的实例(其中支承头11的长度和相对支撑脚12的长度在横向方向Z上基本上相等)相比,在横向方向Z上考虑的相对支撑脚12的长度在此比支承头11的横向长度大例如10%至30%。这允许甚至更好地防止如果支撑壁201离开则紧固钉10脱离到支撑壁201外的风险。图13的实例与图12的实例之间的另一个不同之处在于,上支承侧向凸缘161和下支承侧向凸缘162的布置。实际上,在图13的实例中,每个支承侧向凸缘16在横向方向Z上分成一个单个的上支承侧向凸缘161和一个单个的下支承侧向凸缘162,上支承侧向凸缘161完全布置在前面,也就是说与钳夹的底部相对。
进而,图14中呈现的紧固钉10的第六实例是图7中呈现的第二实例的变型。它与后者的不同之处在于,与图7中所示的紧固钉10的实例(其中支承头11的长度和相对支撑脚12的长度在横向方向Z上基本上相等)相比,在横向方向Z上考虑的相对支撑脚12的长度在此比支承头11的横向长度大例如10%至30%。这允许甚至更好地防止如果支撑壁201离开紧固钉10脱离到支撑壁201外的风险。
本发明还涉及一种光伏设备,其包括:至少一个光伏框架100;限定前表面的至少一个支撑壁201,光伏框架100支承在该前表面上,并且在该前表面中形成至少一个槽202;以及至少一个这样的如前所述地***到槽202中的紧固钉10。紧固钉10的这种***使得连结本体13穿过槽202而跨越支撑壁201的厚度,以将支撑头11和相对支撑脚12分别定位在支撑壁201的任一侧上。之后,紧固钉10通过在紧固钉10的横向方向Z上的紧固钉10的整体滑动运动而沿着槽202滑动,以使支撑壁201的区段和光伏框架100的区段两者在支承头11与相对支撑脚12之间的确定间隔14中横向地接合。
在本文献中描述的每个紧固钉10是经济的,促进简单安装,允许安装在非平坦地形上,并且对于撕裂和剪切具有非常好的鲁棒性。
通过调整紧固钉10沿着安装其的槽202所占据的位置,槽202有利地实现了根据第一方向(通常根据东西轴线定向)设置光伏框架100相对于支撑壁201所占据的位置的第一可能性。同时,通过调整光伏框架100相对于支承头11在紧固钉10的侧向方向Y上所占据的位置,每个紧固钉10提供了根据第二方向(通常根据南北轴线定向)设置光伏框架100相对于支撑壁201所占据的位置的第二可能性。独立且可组合的这两种设置可能性显著地促进了安装光伏设备的操作,并且有利地使得可以将光伏设备布置在非平坦地形上。
另一优点在于,本文献中描述的套件与槽202一起操作,该槽具有非常小的宽度,例如,在5mm到7mm之间。实际上,存在小宽度的槽202允许避免过大地减小限定支撑壁201的支撑梁200的抵抗力,最终允许有利地保持设备的支撑梁200的生产成本具有竞争力。
Claims (9)
1.一种紧固钉(10),适于将光伏框架(100)紧固在支撑壁(201)的前表面上,所述紧固钉(10)由单件式整体制成的导电金属零件组成,从而限定:
支承头(11);
相对支撑脚(12);
连结本体(13),将所述相对支撑脚(12)连结到所述支承头(11),使得所述支承头(11)和所述相对支撑脚(12)在所述紧固钉(10)的纵向方向(X)上彼此偏移确定间隔(14),所述连结本体(13)适于通过将所述支承头(11)穿过槽(202)纵向***来穿过形成在所述支撑壁(201)中的所述槽(202)而跨越所述支撑壁(201)的厚度,以便将所述支承头(11)和所述相对支撑脚(12)分别定位在所述支撑壁(201)的任一侧上,并且在所述紧固钉(10)的横向方向(Z)上通过所述紧固钉(10)的整体滑动运动来沿着所述槽(202)滑动;
其中,所述支承头(11)与所述相对支撑脚(12)之间的所述确定间隔(14)适于使得所述支承头(11)和所述相对支撑脚(12)构成钳夹(15),所述钳夹能在所述光伏框架(100)支承在所述支撑壁(201)的所述前表面上的构型中横向地接收所述支撑壁(201)的区段和所述光伏框架(100)的区段两者,
其中,所述相对支撑脚(12)包括至少一个支承侧向凸缘(16),所述支承侧向凸缘纵向地定位,以便当所述光伏框架(100)和所述支撑壁(201)在所述钳夹(15)中横向地接合时纵向地支承在所述支撑壁(201)的后表面上,
其中,所述支承头(11)包括至少一个钩元件(17),所述钩元件适于钩住所述光伏框架(100),以便使所述光伏框架(100)在所述钳夹(15)中横向地固定,
其中,所述支承头(11)和/或所述相对支撑脚(12)包括至少一个机械张紧凸缘,其中由于所述光伏框架(100)区段和所述支撑壁(201)区段在所述支承头(11)与所述相对支撑脚(12)之间的所述确定间隔(14)中的横向接合的作用而产生的所述机械张紧凸缘的弹性变形和/或位移使得所述支承头(11)和所述相对支撑脚(12)施加所述光伏框架(100)和所述支撑壁(201)在所述钳夹(15)中的纵向夹紧,
其中,所述连结本体(13)通过由所述紧固钉(10)限定的两个侧向壁(18)构成,所述两个侧向壁在所述紧固钉(10)的侧向方向(Y)上彼此偏移并通过交叠区域(19)在所述两个侧向壁的位于所述支承头(11)处的一个纵向端处彼此连接,所述两个侧向壁的位于所述相对支撑脚(12)处的相对纵向端彼此独立,所述至少一个支承侧向凸缘(16)固定到一个所述侧向壁(18),从而相对于所述支承侧向凸缘(16)所固定的所述侧向壁(18)侧向突出地延伸。
2.根据权利要求1所述的紧固钉(10),其特征在于,所述支承头(11)包括上臂(20),所述上臂从所述交叠区域(19)以悬臂方式横向地延伸并在所述纵向方向(X)上在所述相对支撑脚(12)的正下方。
3.根据权利要求2所述的紧固钉(10),其特征在于,所述至少一个机械张紧凸缘由所述至少一个支承侧向凸缘(16)构成,并且所述至少一个支承侧向凸缘(16)倾斜以便相对于所述侧向方向(Y)形成一角度并通过能弹性变形弯曲区域(21)连接至所述支承侧向凸缘(16)所固定的所述侧向壁(18),使得所述支承侧向凸缘(16)能在所述光伏框架(100)区段和所述支撑壁(201)区段在所述支承头(11)与所述相对支撑脚(12)之间的所述确定间隔(14)中的横向接合的作用下至少通过所述能弹性变形弯曲区域(21)的弹性变形而纵向地下降。
4.根据权利要求3所述的紧固钉(10),其特征在于,所述支承侧向凸缘(16)中的每个在所述横向方向(Z)上分成至少一个上支承侧向凸缘(161)和至少一个下支承侧向凸缘(162),所述至少一个上支承侧向凸缘(161)相对于所述至少一个下支承侧向凸缘(162)在所述纵向方向(X)上在所述支承头(11)一侧上突出。
5.根据权利要求3或4所述的紧固钉(10),其特征在于,所述钩元件(17)包括保持凸耳(171)和台肩(172),所述保持凸耳和所述台肩固定到所述上臂(20),同时沿着所述上臂(20)在所述横向方向(Z)上彼此偏移,并且在所述保持凸耳和所述台肩之间限定凹口(173),所述凹口向所述钳夹(15)的内侧开放并适于接收所述光伏框架(100)的肋条(101)。
6.根据权利要求3或4所述的紧固钉(10),其特征在于,所述侧向壁(18)倾斜以便与所述纵向方向(X)形成一角度,从而通过靠近所述交叠区域(19)来彼此靠近,所述侧向壁(18)能通过所述交叠区域(19)的弹性变形来彼此侧向地接近,所述交叠区域(19)的材料的弹性返回确保了所述侧向壁(18)在所述侧向方向(Y)上向外的侧向返回。
7.根据权利要求6所述的紧固钉(10),其特征在于,每个侧向壁(18)包括保持侧向突出部(22),所述保持侧向突出部能在所述支承头(11)穿过所述槽(202)纵向***之后在所述槽(202)的边缘处抵靠在所述支撑壁(201)的所述前表面上。
8.根据权利要求2所述的紧固钉(10),其特征在于,所述支承头(11)包括彼此独立的两个柔性凸缘(23),其中每个柔性凸缘(23)通过折叠区域(24)连接至所述上臂(20),以便各自通过与所述纵向方向(X)形成一角度以倾斜方式朝向所述相对支撑脚(12)延伸,所述两个柔性凸缘(23)通过靠近所述上臂(20)来朝向彼此靠拢,每个柔性凸缘(23)能在所述光伏框架(100)区段和所述支撑壁(201)区段在所述支承头(11)与所述相对支撑脚(12)之间的所述确定间隔(14)中的横向接合的作用下通过所述折叠区域(24)的弹性变形和/或通过所述柔性凸缘(23)的固有弹性变形来侧向地分离,并且所述至少一个机械张紧凸缘由所述两个柔性凸缘(23)构成。
9.根据权利要求8所述的紧固钉(10),其特征在于,所述钩元件(17)包括一系列钩齿(174),所述钩齿沿所述柔性凸缘(23)的与所述柔性凸缘的连结至所述折叠区域(24)的近侧边缘相对的远侧边缘横向地错开,所述钩齿(174)适于在所述光伏框架(100)区段在所述支承头(11)与所述相对支撑脚(12)之间的所述确定间隔(14)中的横向接合的作用下切入所述光伏框架(100)区段中。
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