ЗАЖИМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПЛАСТИНООБРАЗНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, В ЧАСТНОСТИ СОЛНЕЧНЫХ МОДУЛЕЙ Российский патент 2015 года по МПК H02S10/00 H01L31/42 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к зажимному соединению для закрепления на направляющих балках пластинообразных конструктивных элементов, в частности солнечных модулей, которое состоит из опоры и зажимной крышки. Балки имеют направляющие пазы с выступающими внутрь паза краями, в которые вставлена своей поперечиной имеющаяся на опоре пята Т-образной формы и после поворота на 90° зацепляется позади выступающих краев. Сама опора имеет ориентированную в продольном направлении зажимного соединения упорную балку с боковыми крыловидными планками с поверхностями прилегания для конструктивных элементов, а также предусмотренную на нижней стороне пяту для крепления опоры на балке. Зажимная крышка имеет охватывающую верхнюю часть упорной балки продольный паз и зажимные поверхности, которые покрывают поверхности прилегания опоры.

Для закрепления пластинообразных конструктивных элементов на балках известны различные зажимные соединения. При этом зажимные соединения для солнечных модулей имеют особые задачи. С одной стороны, эти зажимные соединения должны быть очень стабильными относительно возникающих больших механических нагрузок при ветре и снегопаде, в частности, также вследствие величины и веса солнечных модулей. С другой стороны, существует требование, что за счет зажимания в модулях не должны возникать перекосы, которые могут приводить к образованию трещин на очень чувствительных поверхностях модулей. Последнее имеет особое значение при использовании безрамных фотогальванических тонкопленочных модулей.

Уровень техники

Общая конструкция зажимного соединения рассматриваемого здесь вида раскрыта в ЕР 2000309552 А1. Показанное в этой публикации зажимное соединение имеет простую конструкцию и обеспечивает облегченный монтаж на балке. Зажимное соединение состоит по существу из трех частей, а именно: зажимной опоры, зажимной крышки и крепежного винта. Опора имеет на своей нижней стороне пяту Т-образной формы, ножка которой выступает из нижней стороны и имеет поперечину, которая при вводе в направляющий паз балки прилегает сзади к выступающим краям направляющего паза. За счет этого достигается простой монтаж опоры на балке. На опору устанавливается сверху зажимная крышка и закрепляется на ней с помощью крепежного винта.

Дальнейшие усовершенствования этого зажимного соединения раскрыты в неопубликованных патентных заявках ЕР 11001120 и ЕР 11001119. В обеих указанных заявках зажимное соединение осуществляется в виде фиксирующего соединения. Причем это осуществляется различным образом, а именно в одной заявке с помощью штифта, который продавливается через отверстия в зажимной крышке в опору и фиксируется в фиксирующих зубцах в опоре. В другом варианте выполнения нет отдельного штифта, и сама зажимная крышка соединена с фиксирующим штифтом в единый блок. Таким образом, в последнем варианте выполнения зажимное соединение имеет лишь две части.

Сущность изобретения

Изобретение исходит из указанного выше уровня техники и предлагает далее улучшенное зажимное соединение, которое обеспечивает простое изготовление, облегчает монтаж и одновременно обеспечивает защищающее от хищения крепление. Изобретение предназначено, в частности, для использования для безрамных фотогальванических тонкопленочных модулей независимо от толщины модулей. Зажимное соединение должно охватывать все имеющиеся на рынке толщины модулей и при этом обеспечивать возможность простого монтажа. Также, когда в отдельном модуле имеются большие допуски, модуль должен фиксироваться с постоянной силой зажимания и удерживания.

Решение поставленной задачи достигается с помощью признаков пункта 1 формулы изобретения. В зависимых пунктах 2-26 формулы изобретения указаны предпочтительные модификации предмета изобретения.

Исходя из указанных выше неопубликованных патентных заявок согласно данному изобретению в проходе опоры расположена по центру пружинная шайба, которая с силовым замыканием захватывает и фиксирует предусмотренный для удерживающего соединения удерживающий штифт. Таким образом, посредством вдавливания удерживающего штифта в пружинную шайбу зажимная крышка устанавливается устойчиво на опоре.

В качестве удерживающего штифта может быть предусмотрен отдельный штифт, который проходит через отверстия в зажимной крышке и в опоре, однако предпочтительно в проходе опоры расположена по центру пружинная шайба, которая с силовым замыканием захватывает и фиксирует предусмотренный для удерживающего соединения удерживающий штифт. Сам удерживающий штифт имеет гладкую поверхность и тем самым может вдавливаться на любую глубину в пружинную шайбу. Ограничения, например, относительно положения заданных фиксирующих выступов в данном случае не предусмотрены. Это означает, что зажимное соединение может охватывать как различные допуски толщины солнечного модуля, так и различные толщины самих солнечных модулей. Кроме того, было установлено, что это удерживающее соединение обеспечивает очень большую постоянную удерживающую силу, и причем для вдавливания удерживающего штифта в пружинную шайбу требуются лишь относительно небольшие силы. Таким образом, вдавливание удерживающего штифта в пружинную шайбу можно осуществлять очень просто вручную.

Для большинства применений достаточно, когда лишь одно удерживающее соединение расположено посредине в зажимном соединении. При этом пружинная шайба может быть установлена в поперечине пяты.

Предпочтительно опора окружена эластомерным слоем. Он охватывает также упорную балку, которая предусмотрена для точной ориентации зажимной крышки и которая обеспечивает также боковую опору модулей. Для пяты эластомерный слой имеет значение, поскольку он обеспечивает возможность легкого изгиба опоры в направляющий паз балки, так что опора во время монтажа остается в заданном месте на балке.

Предпочтительно, когда опора, а также зажимная крышка изготовлены из пластмассы, она упрощает изготовление и, например, также не подвергается коррозии и положительно отличается важной гибкостью.

Поверхности прилегания опоры и зажимные поверхности зажимной крышки изготовлены из эластомера и снабжены выступающим профилированием. При этом особенно предпочтительно, когда относительно подлежащих приложению при монтаже сил вдавливания удерживающего штифта, профилирования опоры и зажимной крышки расположены под углом друг к другу. Предпочтительно, этот угол составляет 90°, так что профили лежат поперек друг друга. В другом варианте выполнения профилирования выполнены из буферных гребней эластомера и из упорных выступов, при этом упорные выступы имеют внутренний сердечник из пластмассы, которые соединены в виде единого целого с опорой или, соответственно, зажимной крышкой. Эти упорные выступы имеют меньшую высоту, чем полностью состоящие из эластомера буферные гребни. Целесообразно, когда между двумя упорными выступами расположено несколько состоящих из эластомера гребней.

Предпочтительно используются пружинные шайбы из пружинной стали, которые снабжены шестью прорезями и, следовательно, имеют шесть пружинных язычков, которые неподвижно прилегают к удерживающему штифту. Не имеющий прорезей край пружинной шайбы выполнен плоским и по меньшей мере частично заделан в пластмассовый материал опоры. Зажимное соединение выполнено так, что оно охватывает сбоку один солнечный модуль расположенных в ряд солнечных модулей. Для применения изобретения для зажимания одного солнечного модуля ряда модулей можно выполнять опору и зажимную крышку лишь на одной стороне с поверхностями прилегания или, соответственно, зажимными поверхностями для солнечного модуля. Однако возможно также использование выполненного с двухсторонним зажиманием зажимного соединения, которое, в принципе, предусмотрено для охвата двух лежащих последовательно солнечных модулей, для одностороннего зажимания, поскольку на лежащую противоположно опорную балку вставляется контропора между поверхностью прилегания опоры и зажимной поверхностью зажимной крышки. Эта контропора может состоять, например, из отрезанной из бесконечного прессованного профиля отдельной детали.

Для обеспечения возможности использования преимуществ зажимного соединения согласно изобретению также при больших солнечных модулях можно выполнять зажимное соединение с несколькими удерживающими соединениями. При этом зажимное соединение может иметь посредине удерживающее соединение, в котором пружинная шайба установлена в поперечине пяты, и дополнительно иметь другие удерживающие соединения, которые расположены на одинаковом расстоянии до среднего удерживающего соединения и в которых пружинные шайбы расположены в дополнительных отверстиях в упорной балке, в которые вдавливаются дополнительные удерживающие штифты.

Наконец, следует отметить, что зажимная крышка при выполнении из пластмассы имеет форму планочного каркаса, который состоит из нижней пластины и из продольных и поперечных планок. Такой планочный каркас обеспечивает возможность очень точного изготовления зажимной крышки.

Краткое описание чертежей

На чертежах изображено:

фиг.1 - зажимное соединение для поперечной установки на балке, в изометрической проекции;

фиг.2 - опора, согласно фиг.1, также в изометрической проекции;

фиг.3 - поперечный разрез через середину зажимного соединения;

фиг.4 - зажимное соединение с тремя удерживающими соединениями, в изометрической проекции;

фиг.5 - опора зажимного соединения, согласно фиг.4, в изометрической проекции;

фиг.6 - зажимная крышка зажимного соединения, согласно фиг.4;

фиг.7 - продольный разрез зажимного соединения, согласно фиг.4; и

фиг.8 - пружинная шайба в изометрической проекции и в увеличенном масштабе.

Выполнение изобретения

Показанное на фиг.1 зажимное соединение 1 состоит из опоры 2 и зажимной крышки 3. Опора 2 имеет среднюю упорную балку 4 и боковые крыловидные планки 5 и 6. На нижней стороне опоры 2 имеется пята 7 для крепления опоры на балке 8. Зажимная крышка 3 имеет посредине продольный паз 9, который расположен над упорной балкой 4 и за счет этого удерживает зажимную крышку 3 точно в продольном направлении относительно опоры 2. Упорная балка 4 своими боковыми поверхностями обеспечивает также опору краев солнечного модуля в процессе крепления. Крыловидные планки 5, 6 имеют на своей верхней стороне поверхности 10, 11 прилегания для солнечных модулей 13. На зажимной крышке 3 имеются зажимные поверхности 12, 14. Как поверхности 10, 11 прилегания опоры, так и зажимные поверхности 12, 14 зажимной крышки 3 состоят из эластомера с выступающим профилированием 15, 16. Профилирование 15 опоры 2 и профилирование зажимной крышки 3 расположены под углом 90є друг к другу. Эта ориентация профилирований 15 и 16 обеспечивает особенно мягкое прижимание зажимной крышки к опоре 2. Профилирования 15, 16 разделены на буферные гребни 17, 18, которые полностью состоят из эластомера, и на упорные выступы 19, 20, которые выполнены из пластмассы и лишь снабжены покрытием из эластомера. Эти пластмассовые сердечники соединены в виде единого целого с опорой 2 или, соответственно, зажимной крышкой 3 и представляют своего рода горбовидные выступы на них. Упорные выступы 19, 20 имеют меньшую высоту, чем выполненные полностью из эластомера буферные гребни 17, 18. Попеременно между упорными выступами 19, 20 могут быть расположены буферные гребни 17, 18. Это зависит от удерживающих сил, которые должны прикладываться с помощью буферных гребней 17, 18. Зажимная крышка 3 состоит в основном из планочного каркаса, состоящего из нижней пластины 21 и продольных и поперечных планок 22 и 23.

На фиг.2 показана в изометрической проекции опора 2 для иллюстрации выполнения упорной балки 4, которая прервана проходом 24 для удерживающего соединения 25. На своей верхней стороне упорная балка 4 имеет насадки 27, которые имеют по бокам покрытые эластомером опорные поверхности 26 для подлежащего зажиманию солнечного модуля 13.

На фиг.3 показан поперечный разрез через середину зажимного соединения 1, в котором можно видеть положение удерживающего штифта 30 и пружинной шайбы 31. Кроме того, здесь показано зажимание солнечного модуля 13 на правой стороне фигуры и расположение контропоры 32 при одностороннем зажимании солнечного модуля 13 на левой стороне. Зажимная крышка 3 и удерживающий штифт 30 выполнены в виде единого целого друг с другом, также как опора 2 - с крыловидными планками 5, 6, упорной балкой 4 и пятой 7. Удерживающий штифт 30 находится в проходе 24 опоры 2 и вдавлен в пружинную шайбу 31. Пята 7 вставлена в балку 8 и охватывает сзади выступающие внутрь края 34 паза. Сам удерживающий штифт 30 имеет гладкую поверхность и может быть вдавлен на любую глубину в проход 24 и тем самым в пружинную шайбу 31. Опора 2 окружена эластомерным покрытием 35. Как на опоре 2, так и на зажимной крышке 3 выполнены профилирования 15, 16. При этом на зажимной крышке 3 выполнены буферные гребни 18 полностью из эластомера и упорные выступы 20 из пластмассового сердечника с эластомерным покрытием.

На фиг.4-7 показано зажимное соединение 1, которое имеет несколько удерживающих соединений 25, 28, 29. При этом зажимное соединение 1 имеет среднее удерживающее соединение 25, в котором пружинная шайба 31, как показано на фиг.1-3, расположена в поперечине 36 пяты 7, и дополнительно к этому среднему удерживающему соединению 25 предусмотрены два других удерживающих соединения 28 и 29, в которых пружинные шайбы 41, 51 расположены в проходах 42, 52 в упорной балке 4. Принципиальная конструкция зажимного соединения из фиг.1-3 сохранена, однако зажимное соединение в целом удлинено, и в упорной балке 4 выполнены дополнительные проходы. Соответственно, это относится к фиг.5-7, на которых зажимная крышка 3 имеет три удерживающих штифта 30, 40 и 50, а опора 2 имеет три прохода 24, 42 и 52. Это зажимное соединение имеет очень равномерное поверхностное прижимание к солнечным модулям, которые, как правило, имеют толщину лишь 3-14 мм. На фиг.7 показано расположение пружинных шайб 31, 41 и 51 в пяте 7 и упорной балке 4.

На фиг.8 показана пружинная шайба 31, которая имеет шесть прорезей 45 и тем самым шесть пружинных язычков 46. Не имеющий прорезей край 47 пружинной шайбы 31 выполнен плоским и, как показано на фиг.3 и 7, заделывается в пластмассовый материал опоры 2.

Устройство относится к области электротехники. Техническим результатом является повышение прочности. Зажимное соединение (1) для закрепления на направляющих балках (8) пластинообразных конструктивных элементов (13), в частности солнечных модулей, состоит из опоры (2), имеющей ориентированную в продольном направлении зажимного соединения (1) упорную балку (4) с боковыми крыловидными планками (5, 6) с поверхностями (10, 11) прилегания для конструктивных элементов (13), а также предусмотренную на нижней стороне пяту (7) для крепления опоры (2) на балке (8), а также - из зажимной крышки (3) с продольным пазом (9), охватывающим верхнюю часть упорной балки (4), и с покрывающими поверхности (10, 11) прилегания опоры (2) зажимными поверхностями (13, 14) и с удерживающим соединением (25, 28, 29) для фиксации зажимной крышки (3) на опоре (2), причем балка (8) имеет направляющие пазы с выступающими внутрь паза краями (34), и пята (7), выполненная Т-образной, своей поперечиной (36) вставлена в направляющий паз и после поворота на 90° зацепляется позади выступающих краев (34). Опора (2) имеет проход (24), по центру которого расположена пружинная шайба (31), которая с силовым замыканием захватывает вдавленный, соединенный с зажимной крышкой (3) удерживающий штифт (30) и тем самым фиксирует зажимную крышку (3) на опоре (2). 25 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Зажимное соединение (1) для закрепления на направляющих балках (8) пластинообразных конструктивных элементов (13), в частности солнечных модулей, состоящее из опоры (2), имеющей среднюю ориентированную в продольном направлении зажимного соединения (1) упорную балку (4) с боковыми крыловидными планками (5, 6) с поверхностями (10, 11) прилегания для конструктивных элементов (13), а также предусмотренную на нижней стороне пяту (7) для крепления опоры (2) на балке (8), а также из зажимной крышки (3) с охватывающим верхнюю часть упорной балки (4) продольным пазом (9) и с покрывающими поверхности (10, 11) прилегания опоры (2) зажимными поверхностями (13, 14) и с удерживающим соединением (25, 28, 29) для фиксации зажимной крышки (3) на опоре (2), причем балка (8) имеет направляющие пазы с выступающими внутрь паза краями (34), и выполненная Т-образной пята (7) своей поперечиной (36) вставлена в направляющий паз и после поворота на 90° зацепляется позади выступающих краев (34), отличающееся тем, что опора (2) имеет проход (24), в котором расположена по центру пружинная шайба (31), которая с силовым замыканием захватывает вдавленный, соединенный с зажимной крышкой (3) удерживающий штифт (30) и тем самым фиксирует зажимную крышку (3) на опоре (2).

2. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что удерживающий штифт (30) расположен в виде единого целого на зажимной крышке (3).

3. Зажимное соединение по п. 1 или 2, отличающееся тем, что удерживающий штифт (30) имеет гладкую поверхность.

4. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что упорная балка (4) имеет насадки (27) для опоры конструктивных элементов (13).

5. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что удерживающее соединение (25) расположено посредине зажимного соединения (1).

6. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что пружинная шайба (31) расположена в поперечине (36) пяты (7).

7. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что опора (2) окружена эластомерным слоем (35).

8. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что пята (7) с помощью эластомерного слоя (35) удерживается в направляющем пазу балки (8).

9. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что опора (2) состоит из пластмассы.

10. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что зажимная крышка (3) состоит из пластмассы.

11. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что поверхности (10, 11) прилегания опоры (2) и зажимные поверхности (13, 14) зажимной крышки (3) состоят из эластомера и имеют выступающее профилирование (15, 16).

12. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что профилирование (15) опоры (2) и профилирование (16) зажимной крышки (3) расположены под углом друг к другу.

13. Зажимное соединение по п. 12, отличающееся тем, что угол составляет 90°.

14. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что профилирования (15, 16) состоят из буферных гребней (17, 18) из эластомера и из упорных выступов (19, 20), при этом упорные выступы (19, 20) имеют сердечник из пластмассы, который соединен в виде единого целого с опорой (2) или, соответственно, зажимной крышкой (3).

15. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что упорные выступы (19, 20) имеют меньшую высоту, чем состоящие полностью из эластомера буферные гребни (17, 18).

16. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что между двумя упорными выступами (19, 20) расположен один или несколько состоящих из эластомера буферных гребней (17, 18).

17. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что пружинная шайба (31) состоит из пружинной стали и имеет шесть прорезей.

18. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что не имеющий прорезей край (47) пружинной шайбы (31) выполнен плоским.

19. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что не имеющий прорезей край (47) пружинной шайбы (31) по меньшей мере частично заделан в пластмассовый материал опоры (2).

20. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что при одностороннем зажимании конструктивного элемента (13) на противоположной стороне упорной балки (4) между поверхностью (10) прилегания опоры (2) и зажимной поверхностью (13) зажимной крышки (3) вставлена контропора (32).

21. Зажимное соединение по п. 20, отличающееся тем, что контропора (32) состоит из нарезанных из бесконечного пруткового профиля отдельных деталей.

22. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что зажимное соединение (1) снабжено несколькими удерживающими соединениями (25, 28, 29).

23. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что зажимное соединение (1) имеет среднее удерживающее соединение (25), в котором пружинная шайба (31) установлена в поперечине (36) пяты (7).

24. Зажимное соединение по п. 23, отличающееся тем, что на равных расстояниях от среднего удерживающего соединения (25) предусмотрены другие удерживающие соединения (28, 29), в которых пружинные шайбы (41, 51) расположены в проходах (42, 52) в упорной балке (4).

25. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что выполненная из пластмассы зажимная крышка (3) состоит из планочного каркаса из нижней пластины (21) и из продольных и поперечных планок (22, 23).

26. Зажимное соединение по п. 1, отличающееся тем, что солнечные модули (13) являются безрамными фотогальваническими тонкопленочными модулями.