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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.
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Weiterhin
bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Wechseln eines
Moduls eines modular ausgebildeten Heizgeräts, 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.
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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 beziehungsweise entstandene
Abwärme
wird zumindest teilweise der Wärmeübertragereinheit
zugeführt. Die
Steuerungseinheit übernimmt
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 einzelnen 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.
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Beispielsweise
ist aus der
DE 100
60 705 A1 ein modular aufgebautes Heizgerät, insbesondere ein
motorunabhängig
arbeitendes Heizgerät,
bekannt. Das in der
DE
100 60 705 A1 beschriebene Heizgerät wird zum Beispiel durch eine
modular beziehungsweise modulartig ausgebildete Standheizung ausgebildet,
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 geeigneter 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 modularen Heizgeräts
der modulartige Aufbau des Heizgeräts nicht ausgenutzt.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Systeme
und Verfahren derart weiterzubilden, dass der modulare Aufbau des
Heizgeräts
auch im Rahmen unterschiedlicher Anwendungsfälle des Heizgeräts ausgenutzt
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den abhängigen
Ansprüchen.
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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 speziellen
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 aufgrund 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 Bajonettverschluss, eine Rastverbindung etc.
sein.
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Das
erfindungsgemäße System
kann in vorteilhafter Weise so weitergebildet sein, dass das erste
Modul durch eine Brennereinheit 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 über die
gemeinsame Schnittstelle beziehungsweise standardisierte Schnittstelle
gekoppelte Wärmeübertragereinheit
wird anwendungsspezifisch ausgelegt. Vorzugsweise ist die standardisierte
Schnittstelle symmetrisch und erlaubt unterschiedliche 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 verringert 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 Ofens, zur Warmwasseraufbereitung
etc. verwendet werden. Ebenso 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 Gebläseeinheit
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 Anwendungsfall, wie vorstehend beispielhaft
erläutert,
ausgelegt. Anhand der vorzugsweise mit Schnellverschluss ausgebildeten
Schnittstelle können
anwendungsspezifische Modifikationen, wie den Wechsel der Wärmeübertragereinheit
gegen eine andere unterschiedlicher Bauart, schnell vorgenommen werden.
Auch im Hinblick auf die automatisierte 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
Kostenvorteile bei der Fertigung erzielt werden.
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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
durchströ menden
Wärmeträgermediumstroms,
der Gebläseeinheit
etc. verwendet werden.
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Vorzugsweise
wird das erfindungsgemäße System
so verwirklicht, dass das Steuergerätmodul innerhalb eines Modulgehäuses des
Heizgeräts
angeordnet ist.
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Alternativ
kann das erfindungsgemäße System
derart umgesetzt 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.
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Darüber hinaus
wird das erfindungsgemäße System
vorzugsweise 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.
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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 erfin dungsgemäßen 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.
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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.
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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 Wärmeübertragereinheit
erster Bauart und das zweite Modul zweiter Bauart durch eine Wärmeübertragereinheit
zweiter Bauart gebildet werden.
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Darüber hinaus
kann das erfindungsgemäße Verfahren
auch so umgesetzt werden, dass das Heizgerät weiterhin ein Steuergerätmodul aufweist,
das durch ein Steuergerät
gebildet wird.
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Weiterhin
wird das erfindungsgemäße Verfahren
so ausgebildet, dass es den Schritt des Anordnens des Steuergerätmoduls
innerhalb eines Modulgehäuses
des Heizgeräts
umfasst.
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Alternativ
kann das erfindungsgemäße Verfahren
auch so realisiert werden, dass es den Schritt des Anordnens des
Steu ergerätmoduls
außerhalb
eines Modulgehäuses
des Heizgeräts
umfasst.
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Vorzugsweise
wird das erfindungsgemäße Verfahren
so verwirklicht, dass das erste und das zweite Modul derart angeordnet
werden, dass das Modulgehäuse
das erste und zweite Modul aufnimmt.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
stark schematisierte Darstellung des erfindungsgemäßen Systems
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung; und
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2 eine
stark schematisierte Darstellung des erfindungsgemäßen Systems
gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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1 zeigt
eine stark schematisierte Darstellung des erfindungsgemäßen Systems
mit einem modular ausgebildeten Heizgerät 10 gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. 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 Brennerein heit 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 zuführbar 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 abführbar. 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 Gebläseeinheit 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.
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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
Kraft fahrzeug. Aus diesem Grund wird auf die Betriebsweise des Heizgeräts nicht
näher eingegangen.
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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 ersetzt, 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.
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2 zeigt
eine stark schematisierte Darstellung des erfindungsgemäßen Systems
mit dem modular ausgebildeten Heizgerät 10 gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. 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.
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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.
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- 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