System mit einem modular ausgebildeten Heizgerät und Verfahren zum Wechseln eines Moduls des Heizgeräts

Die Erfindung betrifft ein System mit einem modular ausgebildeten Heizgerät, insbesondere einem Heizgerät eines Kraftfahrzeugs, wobei das Heizgerät zumindest ein erstes Modul und ein zweites Modul erster Bauart aufweist und das erste Modul mit dem zweiten Modul erster Bauart über eine gemeinsame Schnittstelle koppelbar ist.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Wechseln eines Moduls eines modular ausgebildeten Heizge- räts, insbesondere eines Heizgeräts eines Kraftfahrzeugs, wobei das Heizgerät zumindest ein erstes Modul und ein zweites Modul erster Bauart aufweist und das erste Modul mit dem zweiten Modul erster Bauart über eine gemeinsame Schnittstelle gekoppelt wird.

Derartige Systeme, insbesondere HeizungsSysteme, mit modular ausgebildeten Heizgeräten sind allgemein bekannt. Modular ausgebildete Heizgeräte, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassen üblicherweise einzelne, speziell für diese Heizgeräte angepasste Module, beispielsweise in der Form einer Gebläseeinheit, einer Brennereinheit, einer Brennstoffzuführeinheit, einer Wärmeübertragereinheit, einer Steuerungseinheit beziehungsweise Steuergeräteinheit etc. Die Gebläseeinheit führt der Brennereinheit auf bekannte Weise Brennluft zu. Weiterhin bezieht die Brennereinheit durch die Brennstoffzuführeinheit Brennstoff. Aus der Brennluft und dem Brennstoff entsteht in der Brennereinheit ein Brennluft-Brennstoff-Gemisch, das zur Verbrennung gezündet wird. Die bei der Verbrennung entstehende bezie-

hungsweise entstandene Abwärme wird zumindest teilweise der Wärmeübertragereinheit zugeführt. Die Steuerungseinheit ü- bernimmt dabei unter anderem die Steuerung der Gebläseeinheit, der Brennstoffzuführeinheit etc. Im Laufe des mittel- oder langfristigen Betriebs derartiger Heizgeräte können beispielsweise Wartungsmaßnahmen des Heizgeräts erforderlich werden. Ein modularer Aufbau des Heizgeräts begünstigt solche Wartungsarbeiten. Durch den modularen Aufbau des Heizgeräts kann beispielsweise eine Demontage eines einzel- nen Moduls durch Lösen des entsprechenden Moduls von dem Heizgerät auf einfache Weise vorgenommen werden. Dadurch wird die Demontage, und auch umgekehrt, die Montage eines Austauschmoduls des Heizgeräts beschleunigt.

Beispielsweise ist aus der DE 100 60 705 Al ein modular aufgebautes Heizgerät, insbesondere ein motorunabhängig arbeitendes Heizgerät, bekannt. Das in der DE 100 60 705 Al beschriebene Heizgerät wird zum Beispiel durch eine modular beziehungsweise modulartig ausgebildete Standheizung ausge- bildet, die zumindest eine Brennereinheit und eine Wärmeübertragereinheit umfasst. Die Brennereinheit und die Wärmeübertragereinheit sind über eine Schnittstelle derart miteinander gekoppelt, dass sie über die Schnittstelle während der Montage relativ zueinander verdrehbar sind. Somit kann das Heizgerät entsprechend einem vorgegebenen Bauraum durch Einstellen der relativen Modullagen der Brenner- und Wärmeübertragereinheit in unterschiedlichen Einbaulagen montiert werden. Dadurch können die Brennereinheit und die Wärmeübertragereinheit entsprechend dem Bauraum in geeigne- ter Weise relativ zueinander ausgerichtet werden. Durch das Vorsehen einer derartigen Schnittstelle wird lediglich bei der Montage/Demontage einzelner Module eine höhere Flexibilität erreicht. Jedoch wird im Rahmen unterschiedlicher Anwendungsfälle beziehungsweise Einsatzmöglichkeiten des mo-

dularen Heizgeräts der modulartige Aufbau des Heizgeräts nicht ausgenutzt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gat- tungsgemäßen Systeme und Verfahren derart weiterzubilden, dass der modulare Aufbau des Heizgeräts auch im Rahmen unterschiedlicher Anwendungsfälle des Heizgeräts ausgenutzt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Das erfindungsgemäße System baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass das erste Modul weiterhin mit einem zweiten Modul zweiter Bauart, die sich von der ersten Bauart unterscheidet, über die gemeinsame Schnittstelle koppelbar ist. Somit wird die Flexibilität des modular aufgebauten Heizgeräts auch dahingehend erhöht, dass baulich beziehungsweise konstruktionstechnisch sowie funktionstechnisch und anwendungstechnisch unterschiedliche zweite Module an das erste Modul koppelbar sind. So ist vorzugsweise vorgesehen, das erste Modul für sämtliche beziehungsweise alle möglichen unterschiedlichen Anwendungsfälle auszulegen, während das zweite Modul für den jeweiligen speziellen Anwendungsfall ausgelegt ist. Durch die gemeinsame Schnittstelle ist jedes für den jeweiligen spe- ziellen Anwendungsfall ausgelegte zweite Modul mit dem ersten Modul koppelbar. Dadurch können insgesamt Kosten gesenkt werden, die insbesondere bei Produkten mit geringer Stückzahl gefertigt werden, da das erste Modul für sämtliche Anwendungsfälle ohnehin gefertigt wird. Hingegen werden

die zweiten Module unterschiedlicher Bauart für die jeweiligen speziellen Anwendungsfälle in entsprechender Stückzahl gefertigt. Somit lassen sich Sonderentwicklungen sowie eine Variantenvielfalt von Produkten realisieren, die auf- grund ihrer geringen Stückzahl zu hohen Kosten geführt hätten. Vorzugsweise wird die Schnittstelle durch eine über einen Schnellverschluss verfügende Schnittstelle ausgebildet, wodurch die Montage und Demontage einzelner Module des Heizgeräts begünstigt werden. Schnellverschlüsse, die leicht lösbar sind, können beispielsweise ein Bajonettver- schluss, eine Rastverbindung etc. sein.

Das erfindungsgemäße System kann in vorteilhafter Weise so weitergebildet sein, dass das erste Modul durch eine Bren- nereinheit des Heizgeräts gebildet wird, wobei das zweite Modul erster Bauart durch eine Wärmeübertragereinheit erster Bauart und das zweite Modul zweiter Bauart durch eine Wärmeübertragereinheit zweiter Bauart gebildet werden. Vorzugsweise wird die Brennereinheit als erstes Modul für sämtliche Anwendungsfälle ausgelegt. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass der Brennereinheit weiterhin sämtliche für den Betrieb der Brennereinheit erforderlichen Einheiten wie eine Gebläseeinheit und/oder eine Brennstoffzuführeinheit und/oder ein Steuergerät zugeordnet sind, um das erste Modul auszubilden. Die mit der Brennereinheit ü- ber die gemeinsame Schnittstelle beziehungsweise standardisierte Schnittstelle gekoppelte Wärmeübertragereinheit wird anwendungsspezifisch ausgelegt. Vorzugsweise ist die standardisierte Schnittstelle symmetrisch und erlaubt unter- schiedliche Einbaulagen der entsprechenden Module relativ zueinander. Dies räumt insbesondere der Applikationsentwicklung Gestaltungsfreiheiten bei der Ausbildung des Heizgeräts ein. Ebenso können aufgrund der unterschiedlichen Einbaulagen der Module die Montage- und Demontagezeit ver-

ringert werden. Beispielsweise ist denkbar, die Wärmeübertragereinheit entsprechend den Kundenanforderungen anzupassen. Dementsprechend können Wärmeübertragereinheiten unterschiedlicher Bauart insbesondere im Campingbereich jeweils zur wechselweisen Beheizung eines Kraftfahrzeugsinnenraums und eines Vorzelts, zum Betrieb eines Grills oder eines O- fens, zur Warmwasseraufbereitung etc. verwendet werden. E- benso sind auch kraftfahrzeugbezogene Anwendungen denkbar, wie beispielsweise eine Motorvorwärmung und Zuheizung im Fahrbetrieb etc. Vorzugsweise wird sowohl die Brennereinheit als auch eine der Brennereinheit Brennluft zuführende Gebläseeinheit für sämtliche Anwendungsfälle ausgelegt, wenn diese separate Module ausbilden sollten. Bevorzugt wird jedoch, wie vorstehend erwähnt, dass die Gebläseein- heit und/oder die Brennstoffzuführeinheit und/oder das

Steuergerät der Brennereinheit zugeordnet beziehungsweise darin integriert sind, um das erste Modul auszubilden. Hingegen wird die Wärmeübertragereinheit entsprechend einem speziellen Anwendungsfal1 , wie vorstehend beispielhaft er- läutert, ausgelegt. Anhand der vorzugsweise mit Schnellver- schluss ausgebildeten Schnittstelle können anwendungsspezifische Modifikationen, wie den Wechsel der Wärmeübertragereinheit gegen eine andere unterschiedlicher Bauart, schnell vorgenommen werden. Auch im Hinblick auf die auto- matisierte Fertigung ist diese Ausbildung besonders vorteilhaft, da für sämtliche Heizgeräte eine baugleiche Brennereinheit und vorzugsweise eine Gebläseeinheit für sämtliche Anwendungsfälle zu fertigen sind. Dadurch können Kos- tenvorteile bei der Fertigung erzielt werden.

Weiterhin kann das erfindungsgemäße System derart ausgebildet werden, dass das Heizgerät weiterhin ein Steuergerätmodul aufweist, das durch ein Steuergerät gebildet wird. Das Steuergerät kann dabei übliche Funktionen zur Steuerung der

Brennereinheit, eines die Wärmeübertragereinheit durchströmenden Wärmeträgermediumstroms , der Gebläseeinheit etc. verwendet werden.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße System so verwirklicht, dass das Steuergerätmodul innerhalb eines Modulgehäuses des Heizgeräts angeordnet ist.

Alternativ kann das erfindungsgemäße System derart umge- setzt werden, dass das Steuergerätmodul außerhalb eines Modulgehäuses des Heizgeräts angeordnet ist. Das extern angeordnete Steuergerätmodul ist somit leichter austauschbar. Dadurch kann das Steuergerät durch ein aufgerüstetes Steuergerät schnell ersetzt werden. Im Falle der Auslagerung des Steuergerätmoduls können beispielsweise geeignete Verkabelungen verwendet werden, um die elektrische Verbindung zu den zu steuernden Komponenten und Modulen herzustellen.

Darüber hinaus wird das erfindungsgemäße System vorzugswei- se so ausgestaltet, dass das Modulgehäuse das erste und das zweite Modul aufnimmt. Das Modulgehäuse wird vorzugsweise zumindest zweiteilig oder mehrteilig ausgebildet. Dies erleichtert insbesondere Montage- und Demontagearbeiten am Heizgerät.

Das erfindungsgemäße Verfahren baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass es die folgenden Schritte aufweist: Entfernen des zweiten Moduls erster Bauart von dem ersten Modul; und Koppeln eines zweiten Moduls zweiter Bauart, die sich von der ersten Bauart unterscheidet, mit dem ersten Modul über die gemeinsame Schnittstelle. Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System erläuterten Eigenschaften und Vorteile in gleicher oder ähnlicher Weise, weshalb zur Vermeidung

von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System verwiesen wird.

Gleiches gilt sinngemäß für die folgenden bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei zur Vermeidung von Wiederholungen auch diesbezüglich auf die entsprechenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System verwiesen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vorteilhafter Weise derart weitergebildet sein, dass das erste Modul durch eine Brennereinheit des Heizgeräts gebildet wird, wobei das zweite Modul erster Bauart durch eine Wärmeübertragerein- heit erster Bauart und das zweite Modul zweiter Bauart durch eine Wärmeübertragereinheit zweiter Bauart gebildet werden .

Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren auch so umgesetzt werden, dass das Heizgerät weiterhin ein Steuergerätmodul aufweist, das durch ein Steuergerät gebildet wird.

Weiterhin wird das erfindungsgemäße Verfahren so ausgebil- det, dass es den Schritt des Anordnens des Steuergerätmoduls innerhalb eines Modulgehäuses des Heizgeräts umfasst.

Alternativ kann das erfindungsgemäße Verfahren auch so realisiert werden, dass es den Schritt des Anordnens des Steu- ergerätmoduls außerhalb eines Modulgehäuses des Heizgeräts umfasst .

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren so verwirklicht, dass das erste und das zweite Modul derart ange-

ordnet werden, dass das Modulgehäuse das erste und zweite Modul aufnimmt .

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfol- gend anhand der Figuren beispielhaft erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine stark schematisierte Darstellung des erfin- dungsgemäßen Systems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Figur 2 eine stark schematisierte Darstellung des erfindungsgemäßen Systems gemäß einem zweiten Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung.

Figur 1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung des erfindungsgemäßen Systems mit einem modular ausgebildeten Heizgerät 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Er- findung. Das Heizgerät 10 umfasst im dargestellten Fall eine ein Modul ausbildende Gebläseeinheit 12, die über eine Schnittstelle 24 mit einer ein Modul ausbildenden Brennereinheit 14 gekoppelt ist und zur Zuführung von Brennluft 26 in die Brennereinheit 14 dient. Die Brennereinheit 14 ist mit einer ein Modul ausbildenden Wärmeübertragereinheit 16 über eine Schnittstelle 18 gekoppelt, wobei der Brennereinheit 14 weiterhin über eine nicht dargestellte, ein Modul ausbildende Brennstoffzuführeinheit Brennstoff zur Ausbildung eines Brennluft-Brennstoff-Gemischs zuführbar ist. Die Wärmeübertragereinheit 16 dient dabei zur Abführung von Abwärme, die durch eine Verbrennung des Brennluft-Brennstoff- Gemischs in der Brennereinheit 14 entsteht beziehungsweise entstanden ist. Zu diesem Zweck ist der Wärmeübertragereinheit 16 ein im Wesentlichen kaltes Wärmeträgermedium 28 zu-

führbar und ein durch die aufgenommene Abwärme im Wesentlichen warmes Wärmeträgermedium 30 aus der Wärmeübertragereinheit 16 abführbar. Weiterhin ist ein durch die Verbrennung entstandenes Abgas 32 aus der Brennereinheit 14 ab- führbar. Darüber hinaus ist ein ein Steuergerätmodul ausbildendes Steuergerät 20 vorgesehen, das im dargestellten Fall zumindest zur Steuerung der Gebläseeinheit 12 und der Brennereinheit 14 dient. Das Steuergerät 20 ist zu diesem Zweck über eine Schnittstelle 34 jeweils mit der Gebläse- einheit 12 und der Brennereinheit 14 gekoppelt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Gebläseeinheit 12, die Brennereinheit 14, die Wärmeübertragereinheit 16 und das Steuergerät 20 in einem Modulgehäuse 22 untergebracht beziehungsweise aufgenommen. Das Modulgehäuse 22 umfasst zwei Modulgehäuseteile, wobei ein Teil die Gebläseeinheit 12 sowie das Steuergerät 20 aufnimmt und der andere Teil die Brennereinheit 14 und die Wärmeübertragereinheit 16 aufnimmt .

Der Betrieb des Heizgeräts 10 erfolgt auf eine dem Fachmann bekannte Weise, beispielsweise entsprechend dem Betrieb einer brennstoffbetriebenen Wasser- oder Luftzusatzheizung mit Wasser oder Luft als Wärmeträgermedium für ein Kraftfahrzeug. Aus diesem Grund wird auf die Betriebsweise des Heizgeräts nicht näher eingegangen.

Wird das Heizgerät nun beispielsweise für einen anderen Anwendungsfall benötigt oder soll eine Sonderanfertigung vorgenommen werden, muss lediglich die Wärmeübertragereinheit 16 gewechselt oder speziell gefertigt werden. Die Brennereinheit 14 hingegen ist derart ausgelegt, dass sie für sämtliche Anwendungsfälle geeignet ist. Gleiches gilt ebenso für die Gebläseeinheit 12. Im Falle der Umrüstung für einen anderen Anwendungsfall wird dementsprechend lediglich

die Wärmeübertragereinheit 16 von der Brennereinheit 14 gelöst, beispielsweise über eine an der Schnittstelle 18 vorgesehene Schnellverbindung. Anschließend wird die Wärmeübertragereinheit 16 durch eine Einheit anderer Bauart er- setzt, die für den anderen Anwendungsfall geeignet ist. Die Wärmeübertragereinheit 16 anderer Bauart wird dabei über die Schnittstelle 18 mit der gleichen Brennereinheit 14 gekoppelt. Anschließend kann das Heizgerät 10 seinen Betrieb mit entsprechend unterschiedlichem Anwendungsbereich wieder aufnehmen .

Figur 2 zeigt eine stark schematisierte Darstellung des erfindungsgemäßen Systems mit dem modular ausgebildeten Heizgerät 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfin- düng. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird lediglich auf die Unterschiede des zweiten Ausführungsbeispiels zum ersten Ausführungsbeispiel eingegangen. In diesem Fall ist das Steuergerät 20 außerhalb des Modulgehäuses 22 angeordnet und somit ausgelagert. Das ausgelagerte Steuergerät 20 ist zur Steuerung der Gebläseeinheit 12 und der Brennereinheit 14 weiterhin mit einer geeigneten elektrischen Verbindung 36, beispielsweise einer Verkabelung, mit der Schnittstelle 34 gekoppelt. über die Schnittstelle 34 ist die Steuergeräteinheit daher wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel mit den entsprechenden Einheiten zur Ansteuerung elektrisch verbunden .

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Bezugszeichenliste:

10 Heizgerät

12 Gebläseeinheit 14 Brennereinheit

16 Wärmeübertragereinheit

18 Schnittstelle

20 Steuergerät

22 Modulgehäuse 24 Schnittstelle

26 Brennluft

28 kaltes Wärmeträgermedium

30 warmes Wärmeträgermedium 32 Abgas 34 Schnittstelle

36 elektrische Verbindung