將用於pv模塊的支撐軌緊固到梯形板的緊固結構的製作方法
2023-06-10 20:22:01
專利名稱：將用於pv模塊的支撐軌緊固到梯形板的緊固結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種將用於光伏模塊的支撐軌緊固到梯形板的梯形肋的緊固結構。
背景技術：
從DE 20 2008 007 838 Ul已知一種將PV模塊傾斜布置在梯形板上的排列結構。 該傾斜排列結構包括用於中心安裝到梯形板的肋上的多個保持元件以及相對於所述肋橫 向設置的兩個PV模塊支撐軌。保持元件從三面包圍肋，並緊固到肋的兩個傾斜側。支撐軌 放置在保持元件上，並將以勞力密集方式用螺釘固定於其上。此外，針對不同形狀的肋分別 製造保持元件。
從DE 20 2009 002 208 Ul已知一種類似的傾斜排列結構，其包括固定器 (holder)，所述固定器更詳細地公開於DE 10 2008 028 108 Al，並且如上所述設置用於中 心安裝到梯形板的肋上。所述固定器上焊接有螺栓以用於多零件夾緊裝置，支撐軌被接納 於所述夾緊裝置中。需要螺杆驅動工具來致動夾緊裝置。針對不同的肋形狀這些固定器也 必須分別製造。發明內容
本發明的一個目的是提供一種節省材料、面向生產且易於組裝的將用於PV模塊 的支撐軌緊固到梯形板的肋的緊固結構。
該目的通過權利要求1所公開的將用於PV模塊的支撐軌緊固到梯形板的梯形肋 的緊固結構來實現。支撐軌因此包括具有槽開口的底切槽，所述支撐軌與所述肋橫切地設 置。所述緊固結構還包括至少一個保持元件。所述保持元件具有緊固區段，所述緊固區段 緊固到所述肋的傾斜側。特徵在於所述保持元件布置在所述肋的左側或右側。為此緊固 區段可為平坦的板形狀。另外，保持元件具有接合延伸部，所述接合延伸部不可拆卸地或不 可移除地布置在緊固區段上。另外，接合延伸部在接合位置與所述槽接合，在相對於所述接 合位置旋轉的釋放位置，可穿過所述槽開口插入到所述槽中。另外，通過接合延伸部，優選 以夾緊方式將支撐軌壓制到肋的上側。
保持元件與支撐軌之間的連接沒有螺釘，並且通過接合延伸部可快速、容易、牢固 且以穩定的方式生成。可以以易於組裝的方式沿著槽開口在任意點將保持元件插入槽中。 即使支撐軌已經布置在若干肋上，隨後仍可將保持元件組裝到這些肋的任何自由傾斜側 上。還有利的是，支撐軌可直接(這在結構上是適宜的)或僅通過薄彈性保護層分離地放 置在肋的上側上。另外，保持元件尤其節省材料，並且可以以幾何上簡單的方式設置，因為 其僅布置在左側或僅布置在右側。其不接觸肋的上側。還有重要的是，無需為了適合於不 同的肋形狀而調節保持元件。
所述槽優選在兩側底切。保持元件因此可通過接合延伸部從兩側與所述槽接合， 為此適宜的是接合延伸部在相對的向外方向上具有兩個突起。接合延伸部因此以錘頭或者 T形螺栓的方式與所述槽協作，從而使得保持元件與支撐軌之間的連接尤其穩定。
為了轉移平行於支撐軌的特別大的負載，可能適宜的是接合延伸部具有銷，或者 甚至接合延伸部本身具有延伸部，其接合在所述槽的槽基座中的點狀凹入中。支撐軌因此 在其縱向方向上附加固定在保持元件上。所述點狀凹入可以是槽基座中的簡單鑽孔。
在尤其面向生產的實施例中，接合延伸部和緊固區段彼此一體地連接，和/或正 好由一塊金屬或塑料板製造而成。此外，衝壓或雷射切割是合適的生產方法。
尤其與上述實施例結合，還可能進一步有利的是，接合延伸部和緊固區段以共面 方式形成，尤其是形成為平行平面板。此類型的保持元件可以以尤其簡單的方式生產。作 為另外一種選擇，可以想到接合延伸部與緊固區段成一角度形成，使得相比於肋的傾斜側 的虛擬直線延伸線，接合延伸部相對於肋的上側更陡。這意味著與傾斜側的虛擬直線延伸 線和肋的上側之間的角度相比，接合延伸部與肋的上側之間的角度更接近直角。這可增加 保持元件與支撐軌之間的連接強度，並且可有利於接合延伸部插入槽中，尤其是在支撐軌 已經布置在所述上側上並且肋相對低的情況下。為了最大強度，接合延伸部優選垂直於或 基本上垂直於所述肋的上側取向。
緊固區段可通過螺釘或鉚釘以已知方式緊固到肋的傾斜側。為了防止在傾斜側中 預先引入孔，為此自攻螺釘是優選的。相比之下，在緊固區段中預先引入貫穿開口可能是有 利的。
在尤其易於組裝的實施例中，緊固區段在支撐軌旁邊從兩側沿著所述肋伸出。因 此當垂直於梯形板看時，可從支撐軌的左側和右側觸及緊固元件。組裝人員因此可符合人 體工程學地利用工具，例如螺絲刀或電動螺絲刀裝置，將任何緊固裝置(尤其是上述螺釘或 鉚釘)施加到緊固區段上。
在進一步有利的實施例中，彈性和/或塑性墊片布置在緊固區段與肋的傾斜側之 間，並優選在最終組裝位置被壓縮。由於所述彈性和/或塑料墊片的可延展特性，可通過將 緊固區段緊固來有利地減小其間距尺寸。因此，墊片可由橡膠類材料構成，尤其是EPDM材 料或肖氏硬度優選介於50和80之間的類似彈性體。此類墊片可以以預製方式緊固到緊固 區段，從而無需由組裝人員自己來布置。例如，其可通過粘合劑或者作為另外一種選擇通過 保持螺母來緊固，該保持螺母被壓入緊固區段中的開口中。所述墊片優選可作為基本上一 件式的層來設置，或者還可由多個局部零件構成。尤其是與通過螺釘或鉚釘緊固的緊固區 段相結合，可能有利的是墊片還是密封裝置，其防止雨水透過肋的傾斜側中的開口滲入。
在將緊固區段緊固到肋的傾斜側的過程中，彈性和/或塑性墊片會被壓縮，由此 保持元件更靠近傾斜側移動，同時由於其傾斜而在向下方向上經歷小的移動分量。在此上 下文中，「向下」是指垂直於肋的上側的向下方向。在這種情況下，尤其有利的是，保持元件 通過接合延伸部將支撐軌逐漸收緊到肋的上側，從而形成尤其穩定、牢固和持久的連接。在 可想到的替代形式中，可有意不將任何螺釘或鉚釘垂直於傾斜側施加，而是略微陡一些，從 而使其在張緊時垂直指向，並且緊固區段因此在向下方向上經歷小的附加移動分量。
在實踐中，梯形板將具有另外的梯形肋，支撐軌將與這些肋中的多個交叉。為了進 一步緊固支撐軌，在這種情況下適宜的是設置另外至少一個如上所述的保持元件，通過所 述保持元件將支撐軌壓制到至少一個另外的肋的上側。
在就支撐軌而言尤其節省材料的實施例中，支撐軌僅與三個或兩個肋交叉。另外， 僅設置一個另外的保持元件，通過所述保持元件將支撐軌壓制到所述三個或兩個肋中的正好一個另外的肋的上側。在這種情況下，結構上有利的是，保持元件緊固到所述三個或兩個 肋的兩個靠外的傾斜側。這樣支撐軌僅與三個或兩個肋交叉的緊固結構尤其適用作PV模 塊的邊緣或並排布置的兩個PV模塊的相鄰邊緣的點狀緊固基礎。
支撐軌優選包含第二底切槽以用於固定PV模塊。該第二槽尤其可設置於支撐軌 的上側中。
本發明還單獨涉及一種旨在應用於上述緊固結構的保持元件。本發明還單獨涉及 一種包括支撐軌以及如上所述的至少兩個保持元件的套件。
最後，本發明還涉及一種多排列結構，其中設置有另外一個緊固結構或者設置有 另外三個緊固結構，其中PV模塊附接到所述緊固結構的支撐軌。雙排列結構的支撐軌可在 一行承載多個PV模塊。四排列結構的支撐軌優選按照矩形圖案排列，其中有利的是相鄰PV 模塊經由其邊緣同時附接在兩個支撐軌上。因此，支撐軌可以以尤其短的方式設置，且其各 端部位於PV模塊下方。
以下將參照多個示例性實施例更詳細地說明本發明，其中
圖1示出將用於PV模塊的支撐軌緊固到梯形板的梯形肋的緊固結構；
圖2單獨地示出根據圖1的緊固結構的保持元件；
圖3示出從正面看時根據圖1的緊固結構的半剖面(圖4中的剖面AA)
圖4示出從左面看時根據圖1的緊固結構的側視圖5示出將支撐軌接合到根據圖1的保持元件的步驟；
圖6示出根據圖1的保持元件的組裝前狀態；
圖7示出根據圖1的保持元件的最終組裝的狀態；
圖8示出處於組裝前狀態的另一保持元件；
圖9單獨地示出緊固結構的保持元件；
圖10示出根據圖9的保持元件的最終組裝的狀態；
圖11詳細示出根據圖1的多(個)排列結構；
圖12示出另一多(個)排列結構。
具體實施方式
圖1、圖3和圖4示出將支撐軌I緊固到梯形板5的兩個梯形肋3、4的緊固結構。 該緊固結構對應於根據圖11的多排列結構的虛線剖面D1。圖11還示出支撐軌I設置用於 承載PV模塊2。
肋3、4平行於彼此布置在一定距離處，並具有類似於梯形的橫截面(梯形板所典 型的)。還可以看出，支撐軌I相對於肋3、4橫向成直角設置，並且其底側20還直接放置在 肋3、4的上側17、18上。作為另外一種選擇，可在肋3、4的上側17、18上直接布置薄的彈 性保護層，支撐軌I放置在該保護層上，但保護層本身不起支撐作用。重要的是支撐軌I可 將垂直負載轉移到肋3、4的上側17、18上。支撐軌I是擠壓成型的，並(以已知方式)在其 兩側(底側20及其上側21)底切有槽6、23。上側槽23設置用於夾緊裝置以便附接PV模塊 2，如圖11所示。
根據圖1的緊固結構還包括兩個相同的保持元件8、9，這兩個保持元件緊固到肋3、4。為此，各保持元件8、9具有矩形的緊固區段10、11，緊固區段10、11平坦且為板形並形 成保持元件8、9的最大部分，保持元件8、9各自通過所述矩形緊固區段緊固到肋3、4的對 應一個傾斜側15a、16b。結構上有利的是，傾斜側15a、16b是肋3、4的兩個外側。
對於該緊固結構，在緊固區段8、9的每個中設置有兩個自攻螺釘24，其中所述螺 釘的螺紋本文未詳細示出。螺釘24穿過緊固區段8、9中的預製孔25並穿過傾斜側15a、 16b。緊固區段8、9設置在比上側17、18的水平高度低的位置。尤其可從圖4看出，緊固區 段10以這樣的方式設計，使得其在兩側從支撐軌I旁邊沿著傾斜側15a伸出。因此，組裝 人員可在不受支撐軌I妨礙的情況下利用工具致動螺釘24。
根據圖1的緊固結構的特徵還在於保持元件8、9中的每一個分別具有接合延伸 部12和13，所述延伸部不可拆卸地或不可移除地布置在相應的緊固區段8、9上。因此，緊 固區段10、11與相應的接合延伸部12、13形成為單件金屬板件，並因此一體地連接至彼此。 接合延伸部12、13從緊固區段10、11中心向上突出，使得保持元件8、9以支撐軌I為中心 布置，而非主要布置於其下方。
還可從圖4看出，接合延伸部12在接合位置的任一側接合槽6。因此，接合延伸部 12具有相對的向外取向的兩個突起26。接合位置取向為橫切支撐軌I或平行於肋3。在相 對於接合位置旋轉90°的釋放位置，保持元件8可通過使接合延伸部12穿過槽開口 7來插 入槽6中，這在圖5中更詳細地示出。
還重要的是，支撐軌I不僅通過接合延伸部8被壓制在肋3的上側17上，而且被 夾緊。另外，接合延伸部12相對於槽開口 7以這樣的方式設計，使得支撐軌I在其橫向方 向上雙向固定。尤其獨特的是，不僅緊固區段10、11，而且作為整體的保持元件8、9也僅布 置在肋3、4的左側或僅布置在右側，也就是說，位於相應的肋3、4的中心的左側或右側。術 語「左」和「右」將被理解為肋3、4的橫向，這可從圖1、圖3和圖11看出。如此示例性實施 例中一樣，與現有技術相比，保持元件8、9優選整體側向位於相應傾斜側15a、16b的旁邊, 而不接觸上側17、18。
圖5按照組裝順序示出保持元件9被接合到根據圖1的緊固結構的支撐軌I。從 平行於支撐軌I的初始釋放位置A開始在任何點處，利用接合延伸部12使保持元件9穿過 槽開口 7插入槽6中，從而到達位置B。然後，保持元件9旋轉90°到達橫切支撐軌I的接 合位置C，在該位置接合延伸部12最大程度地接合槽6。最後，可將保持元件9移到與所述 傾斜側的傾斜程度近似對應的傾斜位置D。由於此示例性實施例中在釋放位置A，接合延伸 部12顯著窄於槽開口 7，所以保持元件9不僅可平行地插入槽6中，而且可與支撐軌I略微 成對角地插入。
根據圖5的接合處理可在將支撐軌I置於肋3、4上之前或之後進行。.如果提供 較長的支撐軌(與兩個以上的肋交叉或者將插入兩個以上的保持元件)，可能適宜的是將支 撐軌初始置於肋上，只有在這之後才將保持元件從下方插入槽中。參照根據圖1或圖12的 排列結構，即使支撐軌I或I』已經設置到位或者已被緊固，也可隨後有利地將另外的保持 元件8、9如此組裝到肋的任意自由傾斜側上。支撐軌I或I』在插入保持元件8、9之前可按 時間順序設置在肋3、4上，保持元件8、9可按時間順序在將緊固區段11緊固在傾斜側15b、 16b上之前插入。與現有技術相比，這些選擇使得該緊固結構特別易於組裝，多功能並且容錯性好。
如圖3左手側一樣，然而，圖6和圖7還詳細示出在保持元件9的緊固區段11與肋4的傾斜側16b之間布置彈性墊片19。彈性墊片形成為將緊固區段11與傾斜側16b平行隔開的層。重要的是當螺釘24被致動時，彈性墊片19被壓縮。因此在根據圖7的最終的組裝位置，墊片19比根據圖6的組裝前的狀態窄。彈性墊片19可為橡膠類材料，並且可由彈性體構成，例如EPDM等。
由於墊片26的這種壓縮27，緊固元件11與傾斜側16b之間的距離減小，由此保持元件9由於傾斜側16b的傾斜而在向下方向上經歷很難察覺到的移動分量28。然而，這導致保持元件9通過接合延伸部12逐漸將支撐軌I夾緊到肋4的上側18上。圖7中將壓縮 27和移動分量28放大大約十倍示出。可通過箭頭28看出，此上下文中的「向下」是指垂直於上側18的向下方向。
墊片26同時用作防雨水的密封件，否則雨水會穿過傾斜側16b中用於螺釘24的開口(在細節圖中不可見)滲入肋4中。為了簡化組裝，墊片26已經以預製方式(例如，通過粘合劑或雙面膠帶)粘貼到緊固區段U。作為另外一種選擇或除此之外，墊片可利用被壓到開口 25中的保持螺母(nub)來緊固。
圖8示出保持元件9』的另一示例性實施例,其還未組裝成最終的組裝狀態。與先前描述的保持元件的不同在於，其接合延伸部13與緊固區段11』成一角度形成，使得接合延伸部13比肋4的傾斜側16b陡。這意味著與傾斜側16b的虛擬直線延伸線和肋4的上側18之間的對應角度α相比，接合延伸部13與肋4的上側18之間的角度更接近直角。在此示例性實施例中，接合延伸部13甚至垂直於肋4的上側18，因此接合於槽6的邊緣29後面。
圖9示出保持元件9」的另一示例性實施例。與先前描述的保持元件9和9』的不同在於，彈性墊片19具有一體的延伸部22，該延伸部22意在布置於肋4的上側18與支撐軌I的底側20之間。圖10因此示出處於最終的組裝狀態的保持裝置9」，其中支撐軌I被夾緊於上側18上，延伸 部22布置在它們之間。根據預期用途，延伸部22用作保護層，保護上側18免於磨損，並且可另外增大與肋4橫切的摩擦連接。通過在墊片19上設置延伸部 22，可以省去單獨的保護手段，例如預先在上側18上或在底側20上施加保護層。與先前的保持元件9和9』的另一不同在於，形成的接合延伸部14與上側18所成角度小於90°，但比傾斜側16b陡。
圖11示出總共12個相同的根據圖1的緊固結構的多排列結構，其中設置有具有大量梯形肋的共用梯形板區域5』。梯形板區域5』可如圖所示由單個梯形板組成，或者可由多個這樣的板構成。支撐軌I全部與肋橫切且按照適合於附接矩形PV模塊2的圖案設置。 四個這樣的PV模塊2 (僅示意性地示出其中三個)布置在支撐軌I上。
由於支撐軌I儘可能短，但肋之間的間距與PV模塊2的格式通常彼此不適應，所以適宜的是支撐軌I與兩個肋交叉，或者如果肋之間的間距較大的話，可與三個肋交叉。在此示例性實施例中，支撐軌I僅與兩個肋3、4交叉足矣。因此，支撐軌I並非在PV模塊2 下方連續延伸，而是各端部位於PV模塊2下方，以節省材料。另外，虛線剖面Dl對應於根據圖1的緊固結構。
為了施加PV模塊2，支撐軌I與PV模塊2的平行於肋的邊緣交叉，其中結構上有利的是這些邊緣為PV模塊2的縱向邊緣。各殼體中的PV模塊2通過這些縱向邊緣在左側 和右側放置在兩個支撐軌I上。重要的是各殼體中在肋的橫向方向上相鄰的PV模塊2通過 其相鄰的縱向邊緣放置在兩個支撐軌I上，並且附接到所述支撐軌。如右上角的PV模塊2 所示，可如此以傳統方式將PV模塊2夾緊在支撐軌I上。所述相鄰縱向邊緣優選利用「中 部夾具(middle clamp)」緊固在一起，而「端部夾具」可分別用於固定自由邊緣。
圖12最後示出，四個傳統上成一行的長支撐軌I 』也承載PV模塊2並為此經過PV 模塊2下方，並且可與梯形板區域5』的適當多的肋交叉。通過四個根據圖1的保持元件8 將各支撐軌I』以規則的距離夾緊在肋3』的上側。
權利要求
1.一種將用於光伏模塊的支撐軌(I)緊固到梯形板(5)的梯形肋(3)的緊固結構，其中所述支撐軌(I)包括具有槽開口(7)的底切槽￠)，所述支撐軌(I)與所述肋(3)橫切地設置，所述緊固結構包括至少一個保持元件(8)，其中所述保持元件(8)具有緊固區段(10)，所述緊固區段緊固到所述肋(3)的傾斜側(15a)，其特徵在於所述保持元件(8)布置在所述肋(3)的左側或右側，並且所述保持元件(8)具有接合延伸部(12)，所述接合延伸部不可拆卸地布置在所述緊固區段(10)上，其中所述接合延伸部(12)在接合位置(C)與所述槽(6)接合，在相對於所述接合位置(C)旋轉的釋放位置(A)可穿過所述槽開口(7)插入所述槽(6)中，通過所述接合延伸部(12)將所述支撐軌(I)壓制到所述肋(3)的上側(17)。
2.根據權利要求1所述的緊固結構，其特徵在於所述槽(6)在兩側底切，並且所述接合延伸部(12)在兩側與所述槽(6)接合，為此所述接合延伸部(12)在相對的向外方向上具有兩個突起(26)。
3.根據前述權利要求中任一項所述的緊固結構，其特徵在於所述接合延伸部(12)具有銷，所述銷伸到槽(6)的槽基座(30)中的點狀凹入中。
4.根據前述權利要求中任一項所述的緊固結構，其特徵在於所述接合延伸部(12)和緊固區段(10)彼此一體地連接，和/或由來自一塊金屬或塑料板的一件式單元組成。
5.根據前述權利要求中任一項所述的緊固結構，其特徵在於所述接合延伸部(12)和緊固區段(10)以共面方式形成。
6.根據前述權利要求中任一項所述的緊固結構，其特徵在於所述接合延伸部(13，14)與緊固區段(11』，11」)成一角度形成，使得所述接合延伸部(13，14)比所述肋(4)的傾斜側(16b)陡。
7.根據前述權利要求中任一項所述的緊固結構，其特徵在於所述緊固區段(10)通過螺釘(24)或鉚釘緊固到所述肋的傾斜側。
8.根據前述權利要求中任一項所述的緊固結構，其特徵在於所述緊固區段(10)在支撐軌(I)旁邊從兩側沿著所述肋(3)伸出。
9.根據前述權利要求中任一項所述的緊固結構，其特徵在於在所述緊固區段(11，11』，11」)與所述肋的傾斜側(16b)之間布置有彈性和/或塑性墊片(19)。
10.根據前述權利要求中任一項所述的緊固結構，其特徵在於所述彈性和/或塑性墊片(19)以預製方式緊固到緊固區段(11，11』，11」)。
11.根據權利要求9所述的緊固結構，其特徵在於所述彈性和/或塑性墊片(19)具有布置在所述肋(4)的上側(18)與支撐軌(I)之間的延伸部(22)。
12.一種根據權利要求9所述的緊固結構的組裝方法，其特徵在於在將緊固區段(11)緊固到傾斜側(16b)的過程中，所述彈性和/或塑性墊片(19)被壓縮，所述保持元件(9)在向下方向上經歷移動分量(28)，並且所述保持元件(9)通過所述接合延伸部(12)將支撐軌⑴逐漸拉緊到肋⑷的上側(17)。
13.根據前述權利要求中任一項所述的緊固結構，其特徵在於所述梯形板(5)具有另外的梯形肋(4)，所述支撐軌(I)與多個肋(3，4)交叉，並且另外設置有至少一個這樣的保持元件(9)，通過所述保持元件將支撐軌(I)壓制到所述另外的肋(4)的至少一個的上側(18)。
14.根據前述權利要求中任一項所述的緊固結構，其特徵在於所述支撐軌正好與三個或兩個肋(3，4)交叉，並且正好設置有一個另外的這樣的保持元件(9)，通過所述保持元件將支撐軌(I)壓制到所述三個或兩個肋(4)中的正好一個另外的一個肋的上側(18)。
15.根據前述權利要求中任一項所述的緊固結構，其特徵在於所述保持元件(8，9)緊固到所述三個或兩個肋(3，4)的兩個靠外的傾斜側(15a，16b)。
16.根據前述權利要求中任一項所述的緊固結構，其特徵在於所述支撐軌(I)包括第二底切槽(23)以用於附接PV模塊(2)。
17.一種根據前述權利要求中任一項所述的緊固結構的保持元件(7，8)。
18.—種包括支撐軌(I)以及根據前述權利要求中任一項所述的緊固結構的至少兩個保持元件(8,9)的套件。
19.一種包括根據前述權利要求1至16中任一項所述的緊固結構的排列結構，其特徵在於設置有另一個這樣的緊固結構，或者設置有另外三個這樣的緊固結構，其中光伏模塊(2)附接到所述緊固結構的支撐軌(I)。
全文摘要
一種將用於光伏模塊的支撐軌(1)緊固到梯形板(5)的梯形肋(3)的緊固結構包括節省材料的保持元件(8)。所述保持元件(8)具有緊固區段(10)，所述緊固區段從左側或右側緊固到所述肋(3)的傾斜側(15a)。接合延伸部(12)不可移除地布置在所述緊固區段(10)上。在接合位置，所述接合延伸部到達支撐軌(1)的下側(20)中的槽(6)後面。在相對於所述接合位置旋轉的釋放位置，接合延伸部可穿過槽開口插入所述槽(6)中。通過所述接合延伸部將支撐軌(1)壓制到所述肋(3)的上側(17)。
文檔編號H01L31/042GK103026147SQ201180036334
公開日2013年4月3日 申請日期2011年5月19日 優先權日2010年5月27日
發明者H·烏爾班, D·弗路爾 申請人:旭樂德有限公司