Vorrichtung zum Montieren von zumindest einem Sonnenkollektor auf einem Dach
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Montieren von zu¬ mindest einem Sonnenkollektor auf einem Dach mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs l. Eine solche Vorrichtung ist aus der US-A-4,336,413 bekannt. Die dort zur Befestigung von Paneelen dienenden Schienen sind zur Abstützung der Paneele U-förmig, wobei sich die Schenkel des "U" parallel zur Dachebe¬ ne erstrecken. Soweit dort die Schienen auch U-förmige Ab¬ schnitte aufweisen, die senkrecht zur Dachebene stehen, dienen diese Schenkel der wasserdichten Verbindung zweier benachbarter Paneele.
Bei der Montage von Sonnenkollektoren auf Hausdächern werden grundsätzlich zwei unterschiedliche Montagetechniken unter¬ schieden:
Zum einen die sogenannte In-Ziegel-Montage, bei der der Kollektor (oder mehrere Kollektoren) in die Dach-Ziegel¬ fläche integriert ist, d.h. dort, wo der Kollektor mon¬ tiert ist, befinden sich keine Dachziegel, und
zum anderen die sogenannte Auf-Ziegel-Montage, bei der der Kollektor bzw. die Kollektoren ohne Entfernung der Dach¬ ziegel über diesen montiert werden, d.h. im Montage-Endzu¬ stand befinden sich noch Ziegel unter dem Kollektor.
Der Stand der Technik kennt verschiedene Mittel, um Sonnen¬ kollektoren auf Dächern zu montieren. In aller Regel verlangt der Stand der Technik für die In-Ziegel-Montage einerseits und für die Auf-Ziegel-Montage andererseits unterschiedliche Vor¬ richtungen, was die Lagerhaltung bei Hersteller, Händler und
Handwerker aufwendig macht, da für jede Montageart die Monta¬ gemittel vorgehalten werden müssen.
Hausdächer weisen in aller Regel sogenannte Dachsparren und sogenannte Dachlatten auf. Die Erfindung geht nachfolgend von diesem Regelfall auε, wobei die Dachlatten in aller Regel eine bestimmte Stärke (Höhe) aufweisen, nämlich 24 mm. Die Erfindung ist aber auch dann verwendbar, wenn die Dachlatten eine vom Regelfall abweichende Höhe haben, beispielsweise 29 mm.
Der Stand der Technik der Auf-Ziegel-Montage kennt zum Beispiel stranggepreßt gezogene Aluminiumschienen, die zu Rahmen zusam¬ mengesetzt und mittels sogenannter Halteeisen an den Dachspar¬ ren befestigt werden. An der unteren Schiene des Montagerahmens aus Aluminium wird dann die untere Kante des Kollektors abge¬ stützt. Derartige Rahmen und Schienen aus Aluminium sind rela¬ tiv teuer und hinsichtlich der Stabilität verbesserungsfähig.
Bei der In-Ziegel-Montage werden ebenfalls Montagerahmen und -schienen aus Aluminium verwendet, die meist direkt auf dem Dachsparren oder auf der Dachlattung befestigt werden. Wenn dabei die Höhe der Aluminiumschiene möglichst gering sein soll (um Material zu sparen) , ist es erforderlich, eine Dachlatte unterzulegen. Bei der Montage eines Rahmens unmittelbar auf den Dachsparren müßten die Dachlatten teilweise entfernt werden, um Platz für die quer zu den Dachlatten verlaufenden Rahmenbau¬ teile zu schaffen.
Bei allen im Stand der Technik bekannten Montageeinrichtungen sind zusätzliche Halterungen für den Kollektor erforderlich, beispielsweise Haltekrallen, die mit dem Rahmen verschraubt werden und den Kollektor an seinem Platz fixieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Montieren von Sonnenkollektoren bereitzustellen, die mit wenig
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Materialaufwand kostengünstig herstellbar ist, eine einfache und wenig aufwendige Montage ermöglicht und eine gute Stabili¬ tät aufweist. Dabei soll die Vorrichtung insbesondere sowohl zum Montieren von Sonnenkollektoren gemäß der In-Ziegel-Montage als auch gemäß der Auf-Ziegel-Montage geeignet sein, so daß für beide Montagearten keine völlig doppelte Vorratshaltung erfor¬ derlich ist.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentan¬ spruch 1 beschrieben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin¬ dung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Durch die erfin¬ dungsgemäße Schiene wird der Kollektor sowohl abgestützt als auch gehalten (fixiert) . Zusätzliche Halteelemente sind nicht erforderlich, können jedoch gegebenenfalls vorgesehen sein.
Die für die Montageschiene bevorzugt verwendeten Lochprofil¬ stähle sind sehr preiswert in der Herstellung. Im Vergleich zu den bekannten Aluminiumprofilen sind sie bei wesentlich gerin¬ gerem Materialeinsatz sehr stabil. Durch die im Lochprofilstahl sowieso vorgesehenen, relativ dicht liegenden Löcher, vorzugs¬ weise Langlöcher, wird dem Monteur in aller Regel jegliche Bohrarbeit abgenommen, was insbesondere bei Montage auf einem Hausdach nicht zu unterschätzen ist.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 schematisch einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur In-Ziegel-Montage;
Fig. 2 eine (teilweise) Draufsicht auf eine Schiene;
Fig. 3 schematisch einen Vertikalschnitt durch einen mit einer Schiene gemäß den Figuren 1 und 2 in In-Ziegel- Montage befestigten Sonnenkollektor;
Fig. 4 einen (teilweisen) Schnitt durch eine Vorrichtung zum Montieren eines Sonnenkollektors in Auf-Ziegel-Monta¬ ge;
Fig. 5 eine Abwandlung der Befestigung des Sonnenkollektors an der Schiene, die sowohl beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 als auch beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 einsetzbar ist;
Fig. 6 eine weitere Abwandlung der Befestigung des
Sonnenkollektors an der Schiene, die ebenfalls bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1 und 4 verwendbar ist;
Fig. 7 eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Montage mehrerer nebeneinanderliegender Sonnen¬ kollektoren;
Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Befestigung eines Sonnenkollektors auf einem Dach;
Fig. 9 noch ein Ausführungsbeispiel einer Befestigung eines Sonnenkollektors auf einem Dach;
Fig. 10 eine besondere Ausgestaltung einer Schiene zur Be¬ festigung eines Sonnenkollektors auf einem Dach;
Fig. 11 eine Befestigung eines Sonnenkollektors auf einer Schiene mit Langlöchern; und
Fig. 12 ein anderes Ausführungsbeispiel einer Befestigung eines Sonnenkollektors auf einem Dach.
Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt am unteren Rand eineε in In-Ziegel-Montage auf einem Dach befestigten Sonnenkollektors 10. Das Dach weist in üblicher Weise Dachsparren 12 auf, die
sich auf dem Dach von unten nach oben parallel zueinander er¬ strecken, und horizontal verlaufende Dachlatten 14, an denen üblicherweise die Ziegel befestigt sind.
Eine Schiene 16 nach Fig. 1 aus Lochprofilstahl weist als Ab¬ schnitte einen äußeren Schenkel 17 und einen inneren Schenkel 17' auf. Der innere Schenkel 17' stützt gemäß Fig. 1 den Son¬ nenkollektor 10 nahe an seinem unteren Rand und dient somit als Auflage für den Kollektor 10. Der äußere Schenkel 17 dient als Halterung für den Kollektor 10, damit dieser auf dem schrägen Dach nicht nach unten rutscht. Selbstverständlich sind diese Funktionen nicht absolut voneinander abgrenzbar, so daß auch der innere Schenkel 17' zumindest durch Reibung eine gewisse Haltefunktion für den Kollektor 10 ausübt und der äußere Schen¬ kel 17 - in einer geeignet angepaßten Ausführungsalternative - den Kollektor 10 abstützen kann. Fig. 3 zeigt die Schräglage und die In-Ziegel-Montage schematisch, wobei zur Verdeutlichung die Schienen 16, 16' gegenüber dem Sonnenkollektor 10 wesent¬ lich vergrößert dargestellt sind. Bei diesem Ausführungsbei¬ spiel gemäß den Figuren 1 und 3 befindet sich am unteren Rand des Sonnenkollektors 10 eine erste Schiene 16 und am oberen Rand eine baugleiche, bezogen auf eine Dachnormale spiegelsym¬ metrisch angeordnete weitere Schiene 16'. Insbesondere die un¬ tere Schiene 16 erstreckt sich über die gesamte Breite des Son¬ nenkollektors (vgl. auch Fig. 7) . Bevorzugt erstreckt sich auch die vertikal obere Schiene 16' über die gesamte Breite des Kol¬ lektors.
Wie Fig. 1 zeigt, weist die Schiene 16 außenseitig einen Vor¬ sprung 18 auf, der Bestandteil des äußeren Schenkels 17 ist und in eine zugeordnete Vertiefung 20 am unteren Rand des Sonnen¬ kollektors 10 ragt, so daß der Solarkollektor nicht nach unten rutschen kann (in Fig. 1 nach linkε) . Die Vertiefung 20 wird durch eine nach unten gezogene Umfangswand 22 des Sonnenkollek¬ tors gebildet. Die Vertiefung 20 erstreckt sich ebenso wie der Vorsprung 18 der Schiene 16 über die gesamte Breite des Sonnen¬ kollektors 10 (die Breite des Sonnenkollektors wird in Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene gemessen) . Die Vertiefung 20
braucht nicht dreiseitig begrenzt zu sein; insbesondere kann die nach unten gezogene Umfangswand 22 des Kollektors 10 kürzer sein als in Fig. 1 dargestellt oder ganz wegfallen. In der letztgenannten Ausführungsalternative hat die Vertiefung 20 die Form einer von zwei rechtwinklig zueinander angeordneten Wänden begrenzten Nut.
Wie die Figuren weiterhin zeigen, ist die Schiene 16 im Schnitt im wesentlichen U-förmig mit einer Grundfläche 24, in der gemäß Fig. 2 eine Vielzahl von Langlöchern 28 ausgebildet sind, so daß mittels einer Schraube 25 die Schiene 16 direkt am Dach¬ sparren 12 befestigbar ist. Da die Schraube 25 zwischen den Schenkeln 17, 17' im Innenraum des U-Profils aufgenommen ist, stört sie nicht bei der Auflage des Kollektors.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 iεt der äußere Schenkel 17 der im Schnitt U-förmigen Schiene 16 gerade, während der innere Schenkel 17' nach innen abgewinkelt ist, um eine Auf¬ lagefläche 26 zu bilden, auf der der Sonnenkollektor 10 auf¬ liegt. Die Abwinkelung kann in einer Ausführungsalternative auch nach außen gerichtet sein. Der Abstand der Auflagefläche 26 von der Grundfläche 24 der Schiene 16 wird als Höhe des Schenkels 17' bezeichnet; er ist so bemessen, daß er etwa der Höhe "x" einer Dachlatte 14 entspricht, üblicherweise also 24 mm. Dies hat zur Folge, daß der Sonnenkollektor ohne weitere Hilfsmittel sowohl auf den Auflageflächen 26 der unteren (und gegebenenfalls auch der oberen) Schiene und auch auf den da¬ zwischenliegenden Dachlatten abgestützt wird (vgl. auch Fig. 7).
Wird eine Dachlatte mit größerer Höhe verwendet, dann kann zwi¬ schen den Dachsparren 12 und die Grundfläche 24 der Schiene 16 ein Distanzstück eingeschoben werden, εo daß der Abstand zwi¬ schen der Auflagefläche 26 und der Oberfläche des Dachεparrens 12 im wesentlichen genauso groß ist wie die Höhe jener Dachlat¬ te (nicht gezeigt) .
Die Dachlatten 14 si 5 in bekannter Weise mittels Nägeln 30 an den Dachsparren befestigt.
Fig. 4 zeigt eine Auf-Ziegel-Montage unter Verwendung einer Schiene 16, die genau derjenigen von Fig. 1 entsprechen kann, wobei jedoch beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 die Schiene 16 gegenüber der Schiene nach Fig. 1 geringfügig abgewandelt ist.
In den Figuren sind einander funktionsgleiche oder -ähnliche Bauteile mit einander entsprechenden Bezugszeichen versehen, wobei Abwandlungen bzw. Einzelteile durch Striche bzw. kleine Buchstaben gekennzeichnet sind.
Fig. 4 zeigt wieder einen Schnitt analog Fig. 1 am unteren Ende eines auf-Ziegel-montierten Sonnenkollektors 10. Ein Ziegel 32 ist an der Dachlatte 14 befestigt. Ein sogenanntes Halteeisen 34 ist treppenformig gestaltet und mittels einer Schraube 35 am Dachsparren 12 befestigt. Ein erstes Flachstück 34a des Halte¬ eisens 34 verläuft direkt oberhalb des Dachziegels 32 (bei ge¬ wellten Ziegeln in einem Wellental) , während ein zweites Flach¬ stück 34b des Halteeisens 34 unter Abstand zum Ziegel 32 ver¬ läuft. Zum Beispiel können am unteren Ende des Kollektors zwei Halteeisen 34 unter Abstand angeordnet die sich horizontal er¬ streckende Schiene 16 halten, während am oberen Ende des Son¬ nenkollektors 10 (nicht gezeigt) ein einziges Halteeisen 34 ge¬ nügt, um die obere Schiene 16' (Fig. 3) zu tragen.
Bei der Auf-Ziegel-Montage gemäß Fig. 4 ist die Schiene 16 mit¬ tels Schraube und Mutter 40 am Halteeisen 34 befestigt. Das Halteeisen 34 hat eine horizontale Breite von wenigen Zenti¬ metern (es erstreckt sich nicht über die gesamte Breite des Sonnenkollektors) .
Wie gesagt, ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 im Ver¬ gleich zu Fig. 1 die Schiene 16 abgewandelt. Es kann aber auch bei der Auf-Ziegel-Montage gemäß Fig. 4 genau die in Fig. 1 gezeigte Schiene 16 verwendet werden und umgekehrt, d.h. bei
der In-Ziegel-Montage gemäß Fig. 1 kann die Schiene 16 gemäß Fig. 4 verwendet werden.
Die Abwandlung der Schiene nach Fig. 4 beinhaltet eine Abwinke¬ lung 18' am oberen Ende des Vorsprunges 18. Die Abwinkelung 18' ragt nach innen hinter eine Nase 36 in der Vertiefung 20 im Sonnenkollektor 10. Eine Schraube 38 drückt die Abwinkelung 18' fest hinter die Nase, so daß der Sonnenkollektor auch in verti¬ kaler Richtung fixiert ist.
Fig. 5 zeigt eine Abwandlung der Schiene und der Befestigung des Sonnenkollektors 10 an der Schiene. Beim Ausführungsbei¬ spiel gemäß Fig. 5 weist die Schiene 16a wiederum einen im we¬ sentlichen U-förmigen Querschnitt auf, wobei jedoch beide Schenkel 17a, 17a' am Ende nach innen abgewinkelt sind. Die Abwinkelung 26a am inneren Schenkel 17a' bildet wieder die Auf¬ lagefläche für den Solarkollektor, während die Abwinkelung 18a am äußeren Schenkel 17a eine parallel zur Dachebene vorstehende Wand 22a des Sonnenkollektors 10 hintergreift. Der Sonnen¬ kollektor kann in einfacher Weise von oben in diese Stellung geschoben werden. Die Wand 22a ist ungefähr gleich lang wie die Abwinkelung 18a, so daß sich bei eingeschobenem Sonnenkollektor die Wand 22a und die Abwinkelung 18a im wesentlichen vollstän¬ dig überlappen.
Fig. 6 zeigt eine Schiene 16b, die im wesentlichen der Schiene nach Fig. 5 entspricht, jedoch ist die Befestigung des Sonnen¬ kollektors 10 an der Schiene anders, nämlich mittels einer Ver¬ tiefung 20 am unteren Rand des Sonnenkollektors 20 mit freiste¬ henden Wänden 22b und 22c, hinter die die Schiene 16b mit einem abgewinkelten Abschnitt 18b des äußeren Schenkels 17b greift. Bei diesem Ausführungεbeispiel ist die Schiene 16b von außen kaum sichtbar.
Fig. 7 zeigt die Montage mehrerer Sonnenkollektoren 10, 10a nebeneinander (nur zwei dargestellt) . Zwei Schienen 16, 16a
sind mittels eines Verbindungsεtückeε 42 miteinander verbunden, so daß sich insgesamt eine durchgehende Schiene ergibt, die sich über die Breite beider Sonnenkollektoren 10, 10a er¬ streckt. Entsprechend ist die Montage am oberen Ende der Son¬ nenkollektoren durch aneinandergefügte Schienen, von denen nur eine 16a' zu sehen ist. Zwei Schienen können in vielfältiger Weise miteinander verbunden werden, beispielsweise durch ein Einsatzstück mit Nut und Feder oder dergleichen. Auch mit Hilfe der in den Schienen 16 sowieso vorhandenen Löcher, insbesondere Langlöcher, ist eine Verbindung in einfacher Weise möglich, zum Beispiel mittels eines geschraubten EinsatzStückes.
Das in Fig. 7 gezeigte Ausführungsbeispiel kann dahingehend abgewandelt werden, daß die Länge der Schiene für zwei oder mehr Sonnenkollektoren 10, 10a etc. bemessen ist, so daß eine Schiene mehrere Sonnenkollektoren abstützt (gegebenenfalls eine Schiene sowohl oben als auch unten an den Sonnenkollektoren) und, falls noch mehr Sonnenkollektoren vorgesehen sind, mit einem Verbindungsstück 42 mit der nächsten Schiene verbunden ist.
Fig. 8 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Befesti¬ gung eines Sonnenkollektors auf einem Dach. Die Schiene 16 weist Abschnitte 17c, 17d, 17e, 17f und 17g auf, die gemäß Fig. 8 parallel bzw. gewinkelt zueinander stehen. Am Sonnenkol¬ lektor 10 ist ein Vorsprung 22' ausgebildet, der zwischen zwei Abschnitte 17e, 17g der Schiene 16 greift. Die Abschnitte 17e und 17g bilden zusammen mit dem Abschnitt I7f eine U-Form, in der der Vorsprung 22' des Sonnenkollektors sowohl in horizonta¬ ler als auch in vertikaler Richtung festgehalten ist. Der Son¬ nenkollektor 10 stützt sich planparallel auf dem parallel zur Dachebene verlaufenden Abschnitt 17e der Schiene 16 ab. Der Abschnitt 17d der Schiene 16 bringt den erforderlichen Abstand senkrecht zur Dachebene, seine Länge entspricht also etwa der Dachlattenhöhe. Die Befestigung der Schiene kann am Abschnitt 17c erfolgen. Der senkrecht zur Dachebene stehende Abschnitt
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17e kann mit einer Vielzahl von Löchern versehen werden, damit Feuchtigkeit (insbesondere bei Regen oder Schnee) ablaufen kann.
Dieses Ausführungsbeispiel hat insbesondere auch den Vorteil, daß die abstützenden Abschnitte (Schenkel) der Schiene unter¬ halb des Kollektors liegen und nach der Montage von außen kaum sichtbar sind.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 ist am Sonnenkollektor 10 wieder eine Vertiefung 20 ausgebildet, in die ein Abschnitt 17k einer treppenformig gestalteten Schiene 16 eingreift, um den Sonnenkollektor 10 gegen ein Verschieben parallel zur Dachebene zu sichern. Der Sonnenkollektor stützt sich in Richtung senk¬ recht zur Dachebene mit einer Grundfläche planparallel auf dem Abschnitt 17j der Schiene 16 ab. Der senkrecht zur Dachebene stehende Abschnitt 17i der Schiene 16 entspricht in seiner Höhe wiederum einer Dachlattenhöhe. Der Abschnitt 17h hat eine Funk¬ tion wie der Abschnitt 17c des Ausführungsbeispiels nach Fig. 8.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Abschnitt 17i der Schiene mit Löchern versehen sein, damit Wasser abfließen kann.
Die Schienen gemäß den Figuren 8 und 9 sind insbesondere auch bei Auf-Ziegel-Montage von Vorteil, da sie kaum sichtbar sind.
Es ist möglich, die in den Figuren 1, 4, 5 und 6 gezeigten Schienen wahlweise auch mit den Schienen gemäß den Figuren 8 und 9 zu kombinieren, zum Beispiel unten bzw. oben am Sonnen¬ kollektor oder auch bei Montage mehrerer Sonnenkollektoren.
Die Figuren 10 und 11 zeigen Schienen 16 mit einem oder mehre¬ ren Langlöchern 42, 44, 46. Die Schiene 16 gemäß Fig. 10 ent¬ spricht ansonsten dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 und die Schiene gemäß Fig. 11 dem Ausführungsbeiεpiel von Fig. 5. Inso-
weit kann bezüglich der Montage auf die Beschreibung dieser Figuren verwiesen werden. Die Langlöcher werden so verwendet, daß durch ihre Mitte eine Schraube 48 zur Befestigung des Kol¬ lektors geführt ist. Durch dieses Langloch ist es möglich, daß der Kollektor eine Wärmedehnung ausführen kann, ohne daß die Befestigung verbogen wird. Dies ist insbesondere dann von Be¬ deutung, wenn mehrere Kollektoren miteinander verbunden mon¬ tiert sind. Die Verschraubung erfolgt nicht vollständig stramm, sondern läßt eine Bewegung von Schiene und Schraube relativ zueinander zu, zum Beispiel bei Wärmedehnung. Dann kann die Schraube im Langloch nach links bzw. rechts gleiten.
Fig. 12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schiene 16 zum Haltern und Abstützen eines Sonnenkollektors 10. Die Schie¬ ne 16 ist hier in Form eines Winkeleisens ausgebildet, wobei ein Abschnitt 17k der Schiene in eine Ausnehmung 20 im Sonnen¬ kollektor 10 eingreift. An der Stelle 17j wird der Sonnen¬ kollektor 10 in Richtung senkrecht zur Dachebene abgestützt, d.h. die Gewichtskomponente des Sonnenkollektors 10 normal zur Dachebene lastet im wesentlichen an der Stelle 17j auf der Schiene 16. Die Stelle 17j kann als Abknickung vom Abschnitt 17k ausgebildet sein, so daß der Sonnenkollektor 10 flächig, planparallel auf einem Abschnitt 17j der Schiene aufliegt. Es iεt auch möglich, daß die Stelle 17j nur die Stärke des Ab¬ schnittes 17k der Schiene 16 aufweist, also kein abgewinkelter Abschnitt am oberen Ende des Abschnitts 17k vorgesehen ist.