用於太陽能板框架的型材構件的製作方法

2023-06-07 03:11:16

專利名稱：用於太陽能板框架的型材構件的製作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能集能器板領域，具體地，涉及圍繞著狹義的的收集板的框架，更具體地，涉及由擠出型材構件、尤其是由鋁合金製造的擠出型材構件形成的框架。
背景技術：
通常被稱為「太陽能板」的組件由下面兩個組件組成一個中央板，通常由被稱作「層壓板」的兩層材料組成，所述兩層材料通常基於 PVC，並包含太陽能電池；一個透明保護層，所述透明保護層通常是玻璃化材料(mat6riau vitrifi6)，典型地是玻璃，該保護層覆蓋板的暴露於太陽光線的上表面。該組件在下文被稱作「板」、「太陽能板」或「太陽能集能器板」。一個圍繞這些板的框架通常由金屬或塑料材料製成，並連接至這些板，以維持這些板，並使得這些板尤其能夠被安裝或固定在建築物結構上。這些框架必須確保與板本身的堅固且密封的組合，且這些框架尤其可使用由鋁合金或聚合物(尤其是PVC類型的聚合物)製成的擠出型材構件來製成。這種類型的框架是公知的，例如從專利申請DE 1965^58A1和DE 19700873A1以及EP 1860705A1中可知。在使用鋁合金型材構件的各長度部分製造所述框架的情形中，如上文引用的第一項專利申請中具體描述的，型材構件通常具有其中插入板的U形橫截面。預先切割並在端部被倒角的各種長度的型材構件隨後被相繼或同時安裝在板的不同側，就如同圖畫或圖片中更熟悉的框架的情形。為了製作堅固、防水的組件，通常採取下列兩種方案在裝配前，將自粘結膠帶應用在型材構件的U形截面中，或者待插入的板周邊的邊緣，所述膠帶優選地是泡沫膠粘劑(adh6sif mousse)類型，通常1. 2-1. 7mm厚，本領域技術人員稱作「泡沫膠帶」，所述膠帶允許以力插入，並形成永久的接合。將本領域技術人員稱為「有機矽膠粘劑」或「有機矽密封劑」類型的產品應用在型材構件的U形截面中，當板插入時，所述產品會填充所述截面的內部和所述板之間的所有間隙，並且其隨後的硬化確保粘結性和防水性。技術問題然而，前文中描述的解決方案存在一些缺陷，尤其是會產生使得框架裝配/組裝操作的自動化整體上極其複雜或者甚至完全不可能實現的後果。將板的各個邊緣插入型材構件各長度部分的U形截面的需要，總是意味著不可能分別執行板和空框架的製造，且不可能通過自動化或機器人裝置將兩個子組件組合在一起。事實上，僅可能將板的每一側相繼插入型材構件長度的U形截面中，或者最多成對插入，所述型材構件預先被切割和倒角，以在其端部的角度處組裝。通常需要提供對角度，或者以此方式形成的框架的夾角Qquerrage)的修補。
但是，在第一解決方案中，更重要的是自粘結膠帶是沿著板的整個周邊和邊緣布置，或布置在型材構件的各長度部分的U形截面內部，由於插入板的操作必須同時確保粘結性和密封性，因此有必要限制型材構件的U形截面的內部和板之間的間隙，執行該操作而不對自粘結膠帶有些許損壞是極其精細的，所述膠帶損壞會導致組件的強度降低，增加密封性缺陷的危險。此外，除了有關損壞膠帶的危險的考慮，鑑於兩個元件一接觸，板就粘到型材構件的內部這樣一個事實，插入也更困難。一種已知的通過將板「滑」進型材構件的U形橫截面內部使得插入更容易的解決方案是預先將板的至少一部分塗上肥皂溶液。然而，該解決方案存在一個明顯的缺陷，即該解決方案是在有可能降低最終的粘結性的危險下實現的，以及尤其是引入液體並涉及到對生產線的汙染。關於第二解決方案，「膠粘劑」或「有機矽密封劑」的應用幾乎只能用手實現，並且這仍是一個複雜的工作，比如在組裝之後移去多餘的材料，其被證實是困難和耗時的。最後，必須設置一個臨時的儲存區域，以使得「有機矽密封劑」有時間硬化，且當暴露在紫外線輻射下時其經時性能不是非常令人滿意的。

發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種用於太陽能集能器板框架的擠出型材構件， 其特徵在於該擠出型材構件具有一個由至少三個表面(1)、(3)和(5)限定的橫截面，所述三個表面旨在於成形——一般通過摺疊和夾持——後形成一個將板(6)維持在其中的基本上U形的橫截面，由於擠壓操作，所述三個表面在其之間在所述成形前形成一個角度，該角度足以使得所述板(6)定位在所述三個表面(1)、(3)和(5)中的一個——一般是表面 (5)——上，而不允許所述板(6)在定位時接觸其他表面——一般是(1)和(3)。根據一個優選實施方案，所述三個表面(1)、(3)和(5)的實際交叉線(2)和被設計——一般通過摺疊半徑(rayon de pliage)的存在——為使得它們能夠在所述板已經定位在所述三個表面中的一個——一般是( ——上之後基本上摺疊為直角角度，以通過夾持使其他表面靠著所述板。根據另一個實施方案，所述表面⑴和(3)以及所述表面(3)和(5)彼此之間，在型材構件內部，沿著實際交叉線(2)和(4)形成角度，所述角度使得所述板可按照基本上垂直於所述表面( 的平移運動達到所述型材構件的三個表面中的一個固定表面( 的最終位置，而在該運動期間不允許所述板(6)接觸其他表面(1)和(3)，所述其他表面旨在於成形期間摺疊和夾靠所述板(6)。仍更優選地，所述型材構件沿著所述型材構件內的三個表面(1)、(3)和(5)的實際交叉線(2)和的厚度，由於所述線上存在中心半徑(rayon centre)而減小。根據一個有利的實施方案，所述三個表面(1)、(3)和(5)中的至少一個覆蓋有自粘結膠帶或「泡沫膠粘劑」，所述自粘結膠帶或「泡沫膠粘劑」是本領域技術人員公知的，一般具有從1. 2到1. 7mm的厚度，以在所述板定位時將所述板固定在框架的型材上。根據另一個實施方案，所述表面(1)、(3)和(5)中沒有一個覆蓋有如上文所述的自粘結膠帶或「泡沫膠粘劑」，其例如在所述板定位之前布置在所述板自身上。
根據本發明的一個實施模式，在所述框架的各個側邊的所述型材構件彼此獨立或成對地被定位和合攏於所述板。根據一個更有利的實施方案，框架——一般是矩形的一一整體上由分立的型材構件長度段製造，所述型材構件長度段已經在成形操作——一般是四個長度段形成的矩形形狀——之前被組裝，所述板隨後被定位在所述框架的型材構件長度段的固定表面( 上，所述型材構件的其他表面(1)和(3)合攏於所述板。根據一個更優選實施方案，所述四個型材構件長度段作為單一件製成，也就是說組成組件的四個長度段不分離，所述矩形的角度是通過所述框架的型材構件長度段的擴口(6videment)和摺疊形成的，所述框架在一個角度中間元件(piSce intermediaire d 『angle) (7)的幫助下安裝為一個封閉的組件，所述角度中間元件(7) —般由擠出型材構件的切斷件(tranche)構成，例如本領域技術人員公知的。最後，所述型材構件有利地由鋁合金製成，一般由根據歐洲標準DIN EN 573_3的 EN AW-6000 或 EN Aff-2000 或 EN Aff-7000 系列製成。總之，在閱讀下文的描述以及參考所附的概略圖之後，將更好地理解本發明，僅以非限制性的實例方式，下文示出了本發明的不同實施方式。


圖1示出了本發明的旨在容納板(6)的型材構件的橫截面圖，其還示出了所述型材構件的表面(1)、(3)和(5)以及它們的交叉線(2)和，板(6)的一部分還示出處於在朝向表面(5)的箭頭方向上移動定位中。在該圖中表面(1)和(3)之間以及(3)和(5) 之間沿著線⑵和⑷的角度是125°。圖2示出了本發明的配有例如前圖中的截面的型材構件，還示出了用於將板(6) 定位——圖中為靠著表面(5)——的第一方法程序。圖3示出了接下來的兩個程序以及最後的結果，在3/1中通過摺疊將表面(3)與板的第二邊緣接觸以形成型材構件的截面，在3/2中摺疊並最後夾緊以靠著板合攏U形型材構件，如在3/3，將板固定在自此是U形的截面。圖4示出了由單個部分的四個型材構件長度段製成的矩形框架的組裝，矩形的角度是通過擴口和摺疊所述型材構件長度段形成的。在該階段，所述型材構件長度段的截面仍可以是打開的，由此板以後可定位在框架型材長度段的表面( 上，型材構件的其他表面可合攏於所述板。圖5示出了在圖4中的圓圈區域中的在前圖的框架的視圖，其中框架藉助於角度中間元件(7)——例如本領域技術人員公知的——而合攏，且在該情形中角度中間元件(7) 是由擠出型材構件的一個切斷件構成的，設有抓鉤，插入相關的兩個型材構件長度段的內槽中，所述兩個長度段在該情形中組裝為90°。圖6示出了用於摺疊測試的型材構件，尺寸以mm給出，所有未示出的半徑是 0. 5mmο圖7示出了相同型材構件的U形截面的詳細視圖，在板定位在截面的水平部分5 之前U形截面打開，然後按順序相繼摺疊壁3和1。這裡尺寸也以mm給出。α的值是127°， 1 等於 11mm，b 等於 6mm，χ 等於 0. 58mm, h 是 3. 6mm。
具體實施例方式本發明建立在申請人的這樣的認識上，即為了生產其最終的形態為由圍繞和覆蓋板的U形截面構成、同時能固定至圍繞所述板的整個周緣的太陽能板框架，可使用這樣一個型材構件，該型材構件具有通過擠壓獲得的比U形橫截面打開得更大的初始橫截面，所述U形橫截面在板已經定位和固定至所述截面的表面中的一個(一般是圖1中示出的表面 (5))後被合攏——一般藉助於壓力——，以將表面(3)和(2)靠在板(6)的其他邊緣，從而尤其重建包圍板的框架的U形橫截面。更具體地，緊接著已經執行擠壓操作之後，並在成形操作之前，型材構件的基本U 形的橫截面的三個表面之間形成一個足以允許定位(一般定位在表面( 上)板的角度， 而不允許板(6)在定位期間接觸其他表面(一般是(1)和C3))，所述表面隨後圍繞板合攏。如在現有技術的實施情形中，相對厚(一般從1. 2到1. 7mm)的自粘結膠帶—— 其足夠軟以適合表面狀況或尺寸的變化，本領域技術人員稱為「泡沫膠粘劑」或「泡棉膠帶」——在組裝前一般放置在型材構件的內部橫截面的兩側，如圖1中示出的( 和(1)， 或者放置在板的對應的面對表面上，且經常也在表面(3)的至少一部分或者板的對應的面對表面上。一旦截面合攏於板，該膠帶同時確保框架與板的粘合以及框架和板之間的密封， 當組件被設置在戶外，尤其是在建築物結構上時這是必要的。可理解，與前述由於自粘結膠帶的存在而導致的將板插入型材構件的U形橫截面的困難相關聯的問題在此可被解決，這是因為板被直接施用於靠在一個表面——通常但不總是表面( ——，而在按此方式放置時沒有與其他表面接觸。還明顯地是由於該方法簡化了型材構件在板上的放置和定位，該過程的自動化或者通過機器人執行成為可能並且相對容易進行，且由於所述自動化精確，可以明顯減少對以此方式成形的框架的角度或夾角的修補的需要，或者甚至完全消除該需要，呈現可觀的成本減少。為了簡化使用壓力對型材構件的摺疊，一旦板就位，可沿著摺疊線——也就是說根據圖1的表面(1)、(3)和(5)的實際交叉線(2)和(4)——提供半徑，該半徑在型材構件被擠壓或擠出時直接獲得，一般在型材構件的橫截面內部。申請人:驚喜地發現，該操作模式具有這樣的優勢，即沒有發生一件與可能的表面鍍層或表面處理相關的不良事件，所述表面鍍層或表面處理在鋁合金型材構件情況中一般由陽極化處理產生，尤其例如本領域技術人員稱作的「鋁陽極氧化處理(Eloxal) 」。但是本發明更有利地是，如圖1示出的，表面(1)和(3)之間以及(3)和(5)之間角度(在圖1的情形中一般是125° )足夠大，以允許板沿著基本上垂直於表面( 的軸線平移移動定位，從而使得板可以定位和固定(通常通過粘結)，而沒有接觸相關的型材構件截面的其他表面。於是可通過在一個獨立的步驟中組裝型材構件的各長度段(可預先切割)製造框架，所述型材的截面仍是打開的，也就是說在將它們成形(一般為四個長度段形成的矩形) 前，該獨立的步驟本身是容易自動化的，或者由機器人處理的。在別處製造的板，由於與本發明框架型材構件的截面相同的構型，可隨之非常容易地被定位和固定(一般使用前述類型的自粘結膠帶進行粘結)在以此方式預製造的框架型材構件長度段的表面(一般是圖1 中示出的(5))上，且型材構件的其他打開表面合攏於所述板上，以將板插入已經彎曲成U 形的型材構件的截面中。在一個優選實施方式中，框架——一般為矩形的——由數個(一般是四個)型材構件長度段組裝，所述長度段不再是如前文所述地預先切割成分立的部分，而是由根據本發明的單一件的型材構件組裝。在該情形中，如圖4示出的，通過擴口成90°的V形，並摺疊所述型材構件長度段以形成矩形的角度。為了便於摺疊，如前文描述的型材構件截面摺疊的情形中，一般可通過沿著摺疊軸線或者表面(1)和(3)以及(3)和(5)的實際交叉線在型材構件內部通過機械加工形成半徑，所述機械加工與前文描述的擴口操作同時進行，或者與其在相同的步驟。根據最後一個實施類型，對於在安裝板之前組裝最後兩個型材構件長度段以完成框架的組裝，可使用例如圖5中示出的和本領域技術人員公知的角度中間元件(7)。角度中間元件(7) —般是一個擠出型材構件的切斷件，設有抓鉤，以防止在插入槽之後移出，所述槽一般設置在兩個相關的型材構件長度段的內部，所述型材構件長度段在該情形中組裝為90°。然而，以非限制性的方式，也可通過鉚接、釘鉗或點焊執行該最後的組裝。最後，用於擠出型材構件的材料一般是鋁合金，尤其是根據歐洲標準DIN EN 573-3的EN AW-6000.EN AW-2000或EN AW-7000系列，但是也可以是聚合物，尤其是PVC類型。實施例通過在22麗壓力下擠壓，由冶金態T5的EN Aff-6060類型的合金(壓力下淬火) 製造型材構件，例如圖6中所示(尺寸為mm)。打開的U形橫截面的細節在圖7中示出(尺寸也以mm給出)。對於這些測試，使用一種太陽能板，該太陽能板由膜、太陽能電池和一層玻璃構成，整個組件的厚度為4mm，其中所述膜為本領域技術人員已知，其稱之為PVF(聚氟乙烯) 並由「杜邦」製造，且更準確地稱之為商業名「泰德拉(Tedlar) 」。板的整個周緣和每個面被厚度Imm的自粘結膠帶覆蓋，所述膠帶由聚乙烯泡沫製成，其兩面塗有丙烯酸粘結劑(以名稱「PE Acryl」為本領域技術人員所公知)，膠帶的寬度為22mm，由「德莎」製造，參考「德莎4957」。型材構件被插入鋼支架，該鋼支架具有在圖6中長度38. 5的截面中示出的內部體積。板隨之被定位在型材構件的面上，在圖7中水平的。初始，壁3被摺疊如圖7中示出的約37°，以促使內表面靠著板上的自粘結膠帶。相同的過程可在壁1上執行，以促使內表面靠著板上的自粘結膠帶，從而使U形截面合攏於其上。
權利要求
1.一種用於太陽能集能器板框架的擠出型材構件，其特徵在於該擠出型材構件具有一個由至少三個表面(1)、⑶和(5)限定的橫截面，所述三個表面旨在於成形——一般通過摺疊和夾持一後形成一個將板(6)維持在其中的基本上U形的橫截面，由於擠壓操作，所述三個表面在其之間在所述成形前形成一個角度，該角度足以使得所述板(6)定位在所述三個表面(1)、(3)和(5)中的一個——一般是表面( ——上，而不允許所述板(6)在定位時接觸其他表面——一般是(1)和(3)。
2.根據權利要求1所述的型材構件，其特徵在於所述三個表面(1)、(3)和(5)的實際交叉線( 和(4)被設計——一般通過摺疊半徑的存在——為使得它們能夠在所述板已經定位在所述三個表面中的一個——一般是( ——上之後基本上摺疊為直角角度，以通過夾持使其他兩個表面靠著所述板。
3.根據權利要求1或2所述的型材構件，其特徵在於所述表面(1)和(3)以及所述表面(3)和(5)彼此之間，在型材構件內部，沿著實際交叉線(2)和(4)形成角度，所述角度使得所述板可按照基本上垂直於所述表面(5)的平移運動達到所述型材構件的三個表面中的一個固定表面(5)的最終位置，而在該運動期間不允許所述板(6)接觸其他表面(1) 和(3)，所述其他表面旨在於成形期間摺疊和夾靠所述板(6)。
4.根據權利要求1至3之一所述的型材構件，其特徵在於所述型材構件沿著所述型材構件內的所述三個表面(1)、(3)和(5)的實際交叉線(2)和的厚度，由於所述線上存在中心半徑而減小。
5.根據權利要求1至4之一所述的型材構件，其特徵在於所述三個表面(1)、(3)和(5) 中的至少一個覆蓋有自粘結膠帶或泡沫膠粘劑，所述自粘結膠帶或泡沫膠粘劑一般具有從 1. 2到1. 7mm的厚度，以在所述板定位時將所述板固定。
6.根據權利要求1至4之一所述的型材構件，其特徵在於所述表面(1)、(3)和(5)中沒有一個覆蓋有自粘結膠帶或泡沫膠粘劑，其在所述板定位之前布置在所述板自身上。
7.一種用於太陽能集能器板的框架，所述框架由根據權利要求1至6之一所述的型材構件製成，其特徵在於所述框架的各個側邊的所述型材構件彼此獨立或成對地被定位和合攏於所述板。
8.一種用於太陽能集能器板的框架，所述框架一般為矩形，所述框架由根據權利要求 1至6之一所述的型材構件的長度段製造，其特徵在於所述型材構件長度段已經在成形操作之前被組裝——一般是四個長度段形成的矩形——，所述板隨後被定位在所述框架的型材構件長度段的固定表面( 上，所述型材構件的其他表面(1)和( 合攏於所述板。
9.根據權利要求8所述的框架，其特徵在於所述四個型材構件長度段由單一件製成， 所述矩形的角度是通過擴口並摺疊所述框架的型材構件長度段形成的，所述框架在一個角度中間元件(7)的幫助下組裝為一個封閉的組件，所述角度中間元件(7) —般由擠出型材元件的切斷件製成。
10.根據權利要求7至9之一所述的框架，其特徵在於所述型材構件由鋁合金製成，一般由根據歐洲標準DIN EN 573-3的EN AW6000或EN AW2000或EN AW7000系列製成。
全文摘要
本發明涉及一種用於太陽能板框架的擠出型材構件，其特徵在於該擠出型材構件具有一個由至少三個表面(1)、(3)和(5)限定的橫截面，所述三個表面旨在於成形——一般通過摺疊和夾持——後形成一個將板(6)維持在其中的基本上U形的橫截面，且所述至少三個表面在擠壓期間以更打開的方式製成，以使得所述橫截面允許所述板(6)定位在所述三個表面(1)、(3)和(5)中的一個——一般是表面(5)——上，而不允許所述板(6)在所述定位過程期間接觸其他表面——一般是(1)和(3)。本發明還涉及由所述型材構件製成的太陽能板框架。
文檔編號H01L31/042GK102483270SQ201080039418
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月30日 優先權日2009年9月4日
發明者A·舒姆洛確納 申請人:德國肯聯工具機有限公司