WO1999014068A1 - Heizungsanordnung in einem kraftfahrzeug mit verbrennungsmotor - Google Patents

Heizungsanordnung in einem kraftfahrzeug mit verbrennungsmotor Download PDF

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WO1999014068A1
WO1999014068A1 PCT/DE1998/002015 DE9802015W WO9914068A1 WO 1999014068 A1 WO1999014068 A1 WO 1999014068A1 DE 9802015 W DE9802015 W DE 9802015W WO 9914068 A1 WO9914068 A1 WO 9914068A1
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Thomas Görtler
Sabine Kiesel
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J. Eberspächer Gmbh & Co.
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    • F23N2241/00—Applications
    • F23N2241/14—Vehicle heating, the heat being derived otherwise than from the propulsion plant

Definitions

  • the invention relates to a heating arrangement in a motor vehicle with an internal combustion engine, additional heating or auxiliary heating being provided.
  • Additional heating sources are required to cover the heating deficit in motor vehicles with modern, highly efficient internal combustion engines. These systems support the vehicle's own heating circuit during the warm-up phase of the internal combustion engine or during the entire vehicle operation.
  • a known additional heating source to support the vehicle's own heating output is, for example, a fuel-operated auxiliary heater (diesel or gasoline) which is arranged in the water or cooling / heating medium circuit of the internal combustion engine and, if necessary, supplies heating energy to the heating system of the motor vehicle.
  • a fuel-operated auxiliary heater diesel or gasoline
  • Individual components of the fuel-operated auxiliary heater are interchangeable, so that different heating capacities, fuels (diesel or petrol), applications, etc. can be realized.
  • heating sources are electrical auxiliary heaters such as PTC auxiliary heaters or glow plug auxiliary heaters.
  • the limited heating capacity, the low efficiency and the high demands on the electrical system in the vehicle are particularly disadvantageous.
  • the object of the invention is to provide a heating arrangement which is simple in construction and which, with simple means, enables a flexible design of a heating system tailored to the individual user and also enables problem-free maintenance.
  • the object on which the invention is based is achieved by the features of patent claim 1.
  • auxiliary heater or auxiliary heater or part of the auxiliary or auxiliary heater is designed as a modular component which is arranged or connected to vehicle-specific interfaces of the heating arrangement and, if appropriate, is interchangeable with another such modular component.
  • the heating arrangement has a first vehicle-specific interface in the form of at least two fastening points fixed to the vehicle, to which the modular component can be mechanically fastened.
  • a second vehicle-specific interface can be an interruption point in the cooling / heating medium circuit of the internal combustion engine, to which a fuel-operated additional heater or an electrical additional heater can be hydraulically connected and in particular can be exchanged for an additional heater of the other energy mode.
  • a third vehicle-specific interface is preferably at least one vehicle-specific electrical connection to which an electrical additional heater or an electrical component of the electrical additional heater or the fuel-operated additional heater, in particular its control unit or a blower, can be electrically connected.
  • a first modular component is, in particular, a complete fuel-operated auxiliary heater, which tel or cooling / heating medium jacket with fixed fixing points arranged in a certain pattern, a heat exchanger, a combustion chamber, a blower, in particular side channel blower, a control unit and a sensor unit.
  • a second modular component is advantageously a complete additional electrical heater, which has its own water jacket or cooling / heating medium jacket with fastening points arranged in a specific pattern and one or more integrated electric heating elements (so-called "monocoque version”) .
  • a water jacket or cooling / heating medium jacket of a fuel-operated (or electrical) additional heater is fixed to the vehicle and has a fourth vehicle-specific vehicle-fixed interface, via which the third modular component trained rest of the fuel-operated (or electrical) auxiliary heater can be connected permanently.
  • the third modular component can be a fuel-operated auxiliary heating part, with a heat exchanger, a combustion chamber, a blower, in particular side-channel blower, an electrical control unit and a sensor unit, i.e. a aforementioned complete fuel-operated auxiliary heater without a water jacket, this modular component being fixed via the fourth vehicle fixed Interface is positively received and fastened in the water jacket.
  • the third modular component can, however, also be an electrical additional heating part, in particular an electrical heating element module, which is positively received and fastened in the water jacket via the fourth vehicle-fixed interface.
  • the electrical heating element of an additional electrical heater is, in particular, a heating coil or heating spiral, but in an advantageous embodiment can also be a glow plug or a glow plug arrangement with a plurality of glow plugs.
  • the glow pencils are preferably in an aluminum jacket.
  • the electrical heating elements can in particular also be provided with additional heat exchanger fins.
  • the modular component can also be a gas, in particular liquid gas-operated additional heater or part of this additional heater.
  • the invention achieves the greatest possible flexibility of heating arrangements in motor vehicles with astonishingly simple means, which benefits not only the manufacturer, but also the user or intermediary, with regard to the individual (original or subsequent) configuration of a heating arrangement in a particular one Motor vehicle, with regard to fuel mode, heating power, size, etc. or the like, depending on what advantages are desired (and which disadvantages of an operating mode can be accepted in individual cases), but also with regard to maintenance, installation, etc.
  • Heating arrangement made use of known heating systems and thus their experience gained to date can also be used.
  • a customer of a heating system manufacturer e.g. a vehicle manufacturer can use simple means to implement both heating systems in a specific vehicle type.
  • Additional heaters in a motor vehicle can also be retrofitted with simple means.
  • integrated auxiliary heating systems prevail on the market in the water cycle, since increasingly stringent exhaust gas regulations require engines to be brought up to operating temperature very quickly, and the application effort for alternative systems (e.g. exhaust gas systems) is also very high, since the Interfaces already exist on the vehicle, such additional heaters can be retrofitted easily and quickly without a large specialist knowledge as a component or module.
  • MEC Multi Energy Concept
  • Interfaces water circuit, chassis, electrics, etc. at the manufacturer of the heating arrangement and at the customer or vehicle manufacturer, possibly also at different customers, are the same.
  • FIG. 1 shows a schematic vertical partial section of a fuel-operated auxiliary heater with predetermined interfaces fixed to the vehicle
  • FIG. 2 shows a schematic vertical partial section of an additional electrical heater with the same predetermined interfaces fixed to the vehicle of FIG. 1,
  • FIG. 3 shows the fuel-operated auxiliary heater of FIG. 1 in a schematic, exploded view
  • FIG. 4 shows the electrical auxiliary heater of FIG. 2 in a schematic exploded view
  • FIG. 5 shows another electrical auxiliary heater similar to the illustration according to FIG. 4,
  • FIG. 6 shows the fuel-operated auxiliary heater from FIG. 3 with an additional vehicle-fixed interface
  • Fig. 7 shows another electrical auxiliary heater with the same additional vehicle-fixed interface of Fig. 6, and
  • Fig. 8 shows the variant of Fig. 1 after conversion to an auxiliary heater.
  • a heating arrangement 1 for a (not illustrated motor vehicle with an internal combustion engine) comprises a fuel-operated auxiliary heater 2, which has vehicle-specific interfaces in a predetermined pattern, hereinafter referred to as "vehicle-specific or vehicle-fixed interfaces".
  • a first vehicle-specific interface I are the attachment points 6, 7 and 22 of the fuel-operated auxiliary heater 2, which are formed in a certain size and shape and are in a certain position relative to one another (and with respect to the vehicle), so that the auxiliary heater, which is a single modular Component is, in a clearly defined manner, fastened locally in a motor vehicle in a simple manner and, if necessary, detached again and can be exchanged for another such modular component.
  • a second vehicle-specific interface II is defined by the hydraulic connections 20, 21, which are assigned to an interruption point in a (not illustrated heating / cooling medium circuit of the internal combustion engine of the motor vehicle), so that the auxiliary heater 2, after a defined attachment in a vehicle, via it first interface I with its connections 20, 21 is exactly at the point or in the area of the point at which the the interruption point provided in the vehicle is provided, and the person skilled in the art can therefore easily establish a hydraulic connection of the auxiliary heater 2 to the cooling / heating circuit of the engine if necessary.
  • a third vehicle-specific interface III between auxiliary heater 2 and vehicle is defined by one or more electrical connections, e.g. Plugs or pins through which electrical consumer parts of the auxiliary heater 2 (e.g. the control unit or the blower motor) can be electrically connected to a vehicle at a defined predetermined location in a simple manner and can be supplied with power from the vehicle electrical system.
  • electrical connections e.g. Plugs or pins through which electrical consumer parts of the auxiliary heater 2 (e.g. the control unit or the blower motor) can be electrically connected to a vehicle at a defined predetermined location in a simple manner and can be supplied with power from the vehicle electrical system.
  • a fuel-operated additional heater 2 designed as a modular component can in particular be easily replaced with an electrical additional heater 3 according to FIG. 2 designed as a modular component in a vehicle.
  • the position and size of the fastening points 6 and 7 of the two additional heaters 2 and 3 are the same.
  • the attachment point 22 is not required for the (smaller-sized) electrical auxiliary heater 3, rather possibly for another 'larger modular fuel-operated auxiliary heater 2 or for the installation of a modular auxiliary heater 25 according to FIG. 8, which also provides heating energy for the heating system of the motor vehicle when the engine is stopped and / or for the vehicle interior if required.
  • a fuel-operated auxiliary heater 2 can easily be replaced by an electrical auxiliary heater. heater 3 or vice versa.
  • the fuel-operated auxiliary heater 2 of Figure 1 is shown in greater detail in an exploded view, which is a (first) modular component, consisting in particular of a water jacket 5 or cooling / heating medium jacket with fixed arranged in a certain pattern Fastening points 6, 7, a heat exchanger 8, a combustion chamber 9, a blower 10, in particular side channel blowers, a control unit 11 and a sensor unit 12.
  • a (first) modular component consisting in particular of a water jacket 5 or cooling / heating medium jacket with fixed arranged in a certain pattern
  • the electrical auxiliary heater 3 according to FIG. 2 is shown schematically in an exploded view, which is a (second) modular component, consisting in particular of a water jacket 13 or cooling / heating medium jacket with fastening points 6 arranged in a specific pattern , 7 and several integrated electrical heating elements in the form of glow plugs 14 in a so-called “monocoque version", ie in an embodiment in which the glow plugs 14 with the water jacket, usually a cast part, are formed integrally, the fastening points 6, 7 or eyes also being an integral part of the water jacket.
  • the heating system does not have its own control system and is equipped with internal guiding devices (so-called "fences”) to optimize the efficiency and to protect the glow plugs.
  • An additional electrical heater 3 can also be constructed, for example, in the manner of FIG. 5 and have glow plugs 16 in a water jacket, the glow plugs 16 themselves being arranged in an aluminum jacket 17. For a larger heat transfer surface, the glow plugs 16 are provided with additional heat exchanger fins 18.
  • the exemplary embodiment illustrated in FIG. essentially speaks to the one according to FIG. 3, the aforementioned additional vehicle-specific fourth interface IV being provided "behind" the water jacket 5 here.
  • the water jacket 5 is an independent component and is fastened to the vehicle via its fastening points 6, 7 and 22.
  • the modular component is determined here by the rest of the fuel-operated auxiliary heater, whereby the sensor unit 12 or the sensors, such as the water jacket 5, can already be a fixed component of the vehicle that does not belong to the module.
  • the rest of the additional heater which is itself a modular component, can be replaced and, for example, replaced by a (third) modular part of an electrical one via the interface IV with the same or identical water jacket 5 (and possibly the same sensor unit 12) Additional heater 3 according to FIG. 7.
  • the third modular part of an electric additional heater 3 according to FIG. 7 is in particular an electric heating element module 14, which is positively received and fastened in the water jacket 5 via the fourth vehicle-mounted interface IV.
  • the electrical heating element of an additional electrical heater 3 can be a heating coil or heating coil. According to FIG. 7, several electrical heating elements in the form of glow plugs 15 are provided, which are arranged in a base part 26, which fits in a form-fitting manner in the water jacket 5.
  • the additional heater can also be a fourth modular component and can be operated with gas, in particular liquid gas. Due to the modular structure, a heating variant with gas is also possible.
  • the variant shown in FIG. -7 can be converted very easily into a gas-operated auxiliary or auxiliary heater variant by appropriate selection of a suitable gas burner. It should also be noted that, despite the formal reference back to the main claim, the independently protectable features contained in the subclaims should have appropriate independent protection. For the rest, all inventive features contained in the entire application documents fall within the scope of the invention.

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Abstract

Bei einer Heizungsanordnung (1) in einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor ist eine Zusatzheizung (2 bzw. 3) oder eine Standheizung (4) vorgesehen, wobei vorgeschlagen wird, die Zusatzheizung (2 bzw. 3) oder Standheizung (4) oder ein Teil der Zusatz- oder Standheizung als modulares Bauteil auszubilden, welches an fahrzeugspezifischen Schnittstellen (I, II, III, IV) der Heizungsanordnung angeordnet bzw. angeschlossen ist und gegebenenfalls gegen ein anderes derartiges modulares Bauteil austauschbar ist.

Description

Heizungsanordnung in einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor
Die Erfindung betrifft eine Heizungsanordnung in einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor, wobei eine Zusatzheizung oder eine Standheizung vorgesehen ist.
Zur Deckung des Heizdefizits in Kraftfahrzeugen mit modernen, hoch effizienten Verbrennungsmotoren werden zusätzliche Heizquellen benötigt . Während der Aufheizphase des Verbrennungsmotors oder während des gesamten Fahrzeugbetriebs unterstützen diese Systeme den fahrzeugeigenen Heizkreislauf .
Eine bekannte zusätzliche Heizquelle zur Unterstützung der fahrzeugeigenen Heizleistung ist beispielsweise eine brennstoffbetriebene Zusatzheizung (Diesel oder Benzin) , welche im Wasser- bzw. Kühl-/Heizmedium-Kreislauf des Verbrennungsmotor angeordnet ist und bedarfsweise Heizenergie dem Heiz- system des Kraftfahrzeugs nachliefert. Einzelne Bestandteile der brennstoffbetriebenenen Zusatzheizung sind austauschbar, so daß unterschiedliche Heizleistungen, Brennstoffe (Diesel oder Benzin), Applikationen, etc. realisiert werden können.
Die Vorteile von Brennstoff-Zuheizern im wesentlichen sind:
- hohe Basisheizleitung mit 3 KW - variable Heizleistung bis 5 KW
- hoher Heizkomfort
- hoher Wirkungsgrad
Von Nachteil sind die relativ hohen Realisierungs- und Einbaukosten sowie die Entstehung von umweltschädlichen Abgasen. Auch entstehen bei einer Brennstoff-Verbrennung Geräusche .
Andere bekannte Heizquellen sind elektrische Zuheizer wie zum Beispiel PTC-Zuheizer oder Glühstift-Zuheizer .
Die Vorteile von elektrischen Zuheizern im wesentlichen
- Geringer Applikationsaufwand
- Geringe Kosten (Teile einschließlich Applikation)
- Sehr geringer Raumbedarf
- Geräusch- und emissionsfrei
Nachteilig sind insbesondere die begrenzte Zuheizleistung, der geringe Wirkungsgrad und die hohen Anforderungen an das elektrische Bordnetz im Fahrzeug.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Heizungsanordnung, welche einfach aufgebaut ist und mit einfachen Mitteln eine flexible Ausgestaltung eines Heizungssystem mit Zuschnitt auf den individuellen Benutzer und auch eine problemfreie Wartung ermöglicht. Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
Vorteilhaft weitergebildet wird der Erfindungsgegenstand durch die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 15.
Wesen der Erfindung ist, daß die Zusatzheizung oder Standheizung oder ein Teil der Zusatz- oder Standheizung als modulares Bauteil ausgebildet ist, welches an fahrzeugspezifischen Schnittstellen der Heizungsanordnung angeordnet bzw. angeschlossen ist und gegebenenfalls gegen ein anderes derartiges modulares Bauteil austauschbar ist.
Insbesondere weist die Heizungsanordnung eine erste fahrzeugspezifische Schnittstelle in Form von zumindest zwei fahrzeugfesten Befestigungsstellen auf, an denen das modulare Bauteil mechanisch befestigbar ist.
Darüber hinaus kann eine zweite fahrzeugspezifische Schnittstelle eine Unterbrechungsstelle des Kühl-/Heizmedium-Kreislaufs des Verbrennungsmotors sein, an der eine brennstoffbetriebene Zusatzheizung oder eine elektrische Zusatzheizung hydraulisch anschließbar und insbesondere gegen eine Zusatz - heizung der anderen Energiebetriebsart austauschbar ist.
Eine dritte fahrzeugspezifische Schnittstelle ist bevorzugt zumindest ein fahrzeugfester elektrischer Anschluß, an dem eine elektrische Zusatzheizung oder ein elektrisches Bauteil der elektrischen Zusatzheizung oder der brennstoffbetriebenen Zusatzheizung, insbesondere deren Steuergerät oder ein Gebläse, elektrisch anschließbar ist.
Ein erstes modulares Bauteil ist insbesondere eine komplette brennstoffbetriebene Zusatzheizung, welche einen Wasserman- tel bzw. Kühl -/Heizmedium-Mantel mit in einem bestimmten Muster angeordneten fixen Befestigungspunkten, einen Wärmetauscher, eine Brennkammer, ein Gebläse, insbesondere Seitenka- nalgebläse, ein Steuergerät und eine Fühlereinheit umfaßt.
Ein zweites modulares Bauteil ist mit Vorteil eine komplette elektrische Zusatzheizung, welche einen eigenen Wassermantel bzw. Kühl -/Heizmedium-Mantel mit in einem bestimmten Muster angeordneten Befestigungspunkten und ein oder mehrere integrierte elektrische Heizelemente (sog. "Monocoque-Ausfüh- rung") besitzt.
Die Flexibilität einer Heizungsanordnung wird weiter erhöht, wenn in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ein Wassermantel bzw. Kühl -/Heizmedium-Mantel einer brennstoffbetriebenen (oder elektrischen) Zusatzheizung fahrzeugfest befestigt ist und eine vierte fahrzeugspezifische fahrzeugfeste Schnittstelle aufweist, über welche der als drittes modulares Bauteil ausgebildeter Rest der brennstof betriebenen (oder elektrischen) Zusatzheizung fest anschließbar ist.
Das dritte modulare Bauteil kann ein brennstoffbetriebener Zusatzheizungs-Teil sein, mit einem Wärmetauscher, einer Brennkammer, einem Gebläse, insbesondere Seitenkanalgebläse, einem elektrischen Steuergerät und einer Fühlereinheit, also ein vorerwähnter kompletter brennstoffbetriebener Zuheizer ohne Wassermantel, wobei dieses modulare Bauteil über die vierte -fahrzeugfeste Schnittstelle formschlüssig im Wassermantel aufgenommen und befestigt ist.
Das dritte modulare Bauteil kann aber auch ein elektrischer Zusatzheizungs-Teil sein, insbesondere ein elektrisches Heizelement-Modul, welches über die vierte fahrzeugfeste Schnittstelle formschlüssig im Wassermantel aufgenommen und befestigt ist. Das elektrische Heizelement einer elektrischen Zusatzheizung ist insbesondere eine Heizschlange oder Heizspirale, kann aber auch in vorteilhafter Ausgestaltung ein Glühstift oder eine Glühstiftanordnung mit mehreren Glühstiften sein.
Die Glühstifte befinden sich bevorzugt in einem Aluminium- Mantel .
Für eine Erhöhung der Wärmeübertragungsflächen können die elektrischen Heizelemente (Glühstifte, Heizwendeln, etc.) insbesondere auch mit zusätzlichen Wärmetauscher-Lamellen versehen sein.
Das modulare Bauteil kann auch eine gas-, insbesondere flüs- siggas-betriebene Zusatzheizung oder ein Teil dieser Zusatzheizung sein.
Durch die Erfindung wird mit verblüffend einfachen Mitteln ein höchstmaß an Flexibilität von Heizungsanordnungen in Kraftfahrzeugen erreicht, was nicht nur dem Hersteller, sondern auch dem Benutzer oder Zwischenhändler zu Nutze kommt, und zwar hinsichtlich der individuellen (ursprünglichen oder nachträglichen) Ausgestaltung einer Heizungsanordnung in einem bestimmten Kraftfahrzeug, bezüglich Brennstoffbetriebsart, Heizleistung, Größe, etc. oder dergleichen, je nachdem, welche Vorteile gewünscht (und welche Nachteile einer Betriebsart im Einzelfall hingenommen werden können) , aber auch hinsichtlich Wartung, Montage, etc.. Grundsätzlich kann bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer Heizungsanordnung auf bekannte Heizsysteme zurückgegriffen und mithin auch deren bisher gewonnener Erfahrungsschatz ausgenutzt werden.
Ein Kunde eines Herstellers einer Heizungsanordnung, z.B. ein Fahrzeughersteller, kann also mit einfachen Mitteln beide Heizungssysteme in einem bestimmten Fahrzeugtyp realisieren .
Auch können mit einfachen Mitteln Zusatzheizungen in einem Kraftfahrzeug nachgerüstet werden. Sollten sich beispielsweise mittel- und längerfristig auf dem Markt im Wasserkreislauf integrierte Zuheizsysteme durchsetzen, da durch strenger werdende Abgasreglementierungen Motoren sehr schnell auf Betriebstemperatur gebracht werden müssen und der Applikationsaufwand für alternative Systeme (z.B. Abgas-Systeme) ebenfalls sehr hoch ist, können, da die Schnittstellen am Fahrzeug schon vorhanden sind, derartige Zusatzheizungen problemlos und schnell ohne große Fachkunde nachträglich als Baustein bzw. Modul eingebaut werden.
Besonders interessant ist auch die Einbindung eines solchen, elektrisch betriebenen Heizsyεtems in sogenannte Elektro- Fahrzeuge, d.h. in mit einem Elektro-Antrieb ausgestattene Fahrzeuge, da sich hier insbesondere der emissions- und geräuschfreie Betrieb als besonders vorteilhaft erweist.
Im Ergebnis wird also durch die Erfindung ein sog. MEC-Sys- tem geschaffen (Multi Energy Concept), dessen Vorteile vor allem sind:
Universelle Heizleitung von OKW bis 5KW
Große Bandbreite verschiedener Zuheiz -Lösungen; dadurch u.a. Anpassung der Zuheiz-Variante an Kostentarget eines Kunden möglich
Minimaler Applikationsaufwand bei einem Kunden bzw. Kraftfahrzeughersteller Universell einsetzbar
Nachträgliche Aufrüstung der Zuheizsysteme zu einem Standheizer mit minimalem Aufwand möglich
Nur ein einziger Lieferant für alle Systeme erforderlich
Schnittstellen (Wasserkreislauf, Chassis, Elektrik, etc . ) beim Hersteller der Heizungsanordnung und beim Kunden bzw. Fahrzeughersteller, eventuell auch bei verschiede- den Kunden, sind gleich.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie- len unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben; es zeigen:
Fig. l einen schematischen Vertikal-Teilschnitt einer brennstoffbetriebenen Zusatzheizung mit vorgegebenen fahrzeugfesten Schnittstellen,
Fig. 2 einen schematischen Vertikal-Teilschnitt einer elektrischen Zusatzheizung mit den gleichen vorgegebenen fahrzeugfesten Schnittstellen der Fig. 1,
Fig. 3 die brennstoffbetriebene Zusatzheizung der Fig. 1 in einer schematischen auseinandergezogenen Darstellung,
Fig. 4 die elektrische Zusatzheizung der Fig. 2 in einer schematischen auseinandergezogenen Darstellung,
Fig. 5 eine andere elektrische Zusatzheizung ähnlich der Darstellung nach Fig. 4,
Fig. 6 die brennstoffbetriebene Zusatzheizung der Fig. 3 mit einer zusätzlichen fahrzeugfesten Schnittstelle,
Fig. 7 eine weitere elektrische Zusatzheizung mit der gleichen zusätzlichen fahrzeugfesten Schnittstelle der Fig. 6, und
Fig. 8 die Variante nach Fig. 1 nach einem Umbau zu einer Standheizung .
Gemäß Figur 1 umfaßt eine Heizungsanordnung 1 für ein (nicht veranschaulichtes Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor) eine brennstoffbetriebene Zusatzheizung 2, welche fahrzeugbezogene Schnittstellen in einem vorgegebenen Muster besitzt, im folgenden "fahrzeugspezifische bzw. fahrzeugfeste Schnittstellen" genannt.
Eine erste fahrzeugspezifische Schnittstelle I sind die Befestigungsstellen 6, 7 und 22 der brennstoffbetriebenen Zusatzheizung 2, die in einer bestimmten Größe und Form ausgebildet sind und in einer bestimmten Lage zueinander (und bezüglich des Fahrzeugs) liegen, so daß die Zusatzheizung, welche ein einziges modulares Bauteil ist, klar definiert in einem Kraftfahrzeug örtlich auf einfache Weise befestigt, und gegebenenfalls wieder gelöst und gegen ein anderes derartiges modulares Bauteil ausgetauscht werden kann.
Eine zweite fahrzeugspezifische Schnittstelle II wird durch die hydraulischen Anschlüsse 20, 21 definiert, welche einer Unterbrechungsstelle eines (nicht veranschaulichten Heiz-/ Kühlmedium-Kreislaufs des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges) zugeordnet sind, so daß die Zusatzheizung 2 nach einer definierten Befestigung in einem Fahrzeug über ihre erste Schnittstelle I mit ihren Anschlüssen 20, 21 exakt an der Stelle oder im Bereich der Stelle liegt, an der auch die beim Fahrzeug vorgesehene Unterbrechungsstelle vorgesehen ist, und der Fachmann also leicht gegebenenfalls einen hydraulischen Anschluß der Zusatzheizung 2 zum Kühl -/Heizkreislauf des Motors herstellen kann.
Eine dritte fahrzeugspezifische Schnittstelle III zwischen Zusatzheizung 2 und Fahrzeug wird durch ein oder mehrere elektrische Anschlüsse definiert, z.B. Stecker oder Pins, durch welche elektrische Verbraucherteile der Zusatzheizung 2 (z.B. das Steuergerät oder der Gebläsemotor) an definierter vorgegebener Stelle an einem Fahrzeug auf einfache Weise elektrisch angeschlossen und mit Strom des Bordnetzes versorgt werden kann.
Auch gibt es eine vierte fahrzeugspezifische Schnittstelle IV, auf die nachfolgend noch näher eingegegangen wird.
Über die vorgenannten fahrzeugspezifischen Schnittstellen I, II, III und IV kann insbesondere leicht eine brennstoffbetriebene als modulares Bauteil ausgebildete Zusatzheizung 2 gegen eine elektrische als modulares Bauteil ausgebildete Zusatzheizung 3 gemäß Figur 2 in einem Fahrzeug ausgetauscht werden. Wie insbesondere in den Figuren 1 und 2 zu erkennen ist, sind Lage und Größe der Befestigungsstellen 6 und 7 beider Zusatzheizungen 2 und 3 gleich. Die Befestigungsstelle 22 wird für die (kleiner dimensionierte) elektrische Zusatzheizung 3 nicht benötigt, vielmehr möglicherweise für eine andere 'größere modulare brennstoffbetriebene Zusatzheizung 2 oder für den Einbau einer modular aufgebauten Standheizung 25 gemäß Figur 8, welche auch bei Motorstillstand Heizenergie für das Heizsystem des Kraftfahrzeugs und/oder für den Fahrzeuginnenraum auf Bedarf zur Verfügung stellt.
Durch die Erfindung kann also leicht z.B. eine brennstoff- betriebene Zusatzheizung 2 gegen eine elektrische Zusatz- heizung 3 oder umgekehrt ausgetauscht werden.
In Figur 3 ist die brennstoffbetriebene Zusatzheizung 2 der Figur 1 in größerer Einzelheit in einer auseinandergezogenen Darstellung gezeigt, welche ein (erstes) modulares Bauteil ist, bestehend insbesondere aus einem Wassermantel 5 bzw. Kühl -/Heizmedium-Mantel mit in einem bestimmten Muster angeordneten fixen Befestigungsstellen 6, 7, einem Wärmetauscher 8, einer Brennkammer 9, einem Gebläse 10, insbesondere Sei- tenkanalgebläse , einem Steuergerät 11 und einer Fühlereinheit 12.
In Figur 4 ist die elektrische Zusatzheizung 3 nach Figur 2 schematisch in auseinandergezogener Darstellung gezeigt, welche ein (zweites) modualeres Bauteil ist, bestehend insbesondere aus eine Wassermantel 13 bzw. Kühl -/Heizmedium-Mantel mit in einem bestimmten Muster angeordneten Befestigungs- stellen 6, 7 und mehreren integrierten elektrischen Heizelementen in Form von Glühstiften 14 in einer sog. "Monocoque- Ausführung" , d.h. in einer Ausführung, bei der die Glühstifte 14 mit dem Wassermantel, meistens ein Gußteil, integriert ausgebildet sind, wobei auch die Befestiungsstellen 6, 7 bzw. -äugen integrierter Bestandteil des Wassermantels sind. Das Heizsystem hat keine eigene Regelung und ist zur Optimierung des Wirkungsgrades bzw. zum Schutz der Glühstifte mit Leitvorrichtungen (sog. "Fences") im Innern ausgestattet.
Eine elektrische Zusatzheizung 3 kann auch beispielsweise nach Art der Figur 5 aufgebaut sein und Glühstifte 16 in einem Wassermantel besitzen, wobei die Glühstifte 16 selbst in einem Aluminium-Mantel 17 angeordnet sind. Für eine größere Wärmeübertragungsfläche sind die Glühstifte 16 mit zusätzlichen Wärmetauscher-Lamellen 18 versehen.
Das in Figur 6 veranschaulichte Ausführungsbeispiel ent- spricht im wesentlichen demjenigen nach Figur 3, wobei hier die vorerwähnte zusätzliche fahrzeugspezifische vierte Schnittstelle IV "hinter" dem Wassermantel 5 vorgesehen ist.
Insbesondere ist nach dieser Variante der Wassermantel 5 selbständiges Bauteil und über seine Befestigungsstellen 6, 7 und 22 mit dem Fahrzeug befestigt. Das modulare Bauteil wird hier vom Rest der brennstoffbetriebenen Zusatzheizung bestimmt, wobei auch die Fühlereinheit 12 bzw. die Sensoren, wie der Wassermantel 5, bereits fester nicht zum Modul gehörender Bestandteil des Fahrzeugs sein kann. Bei einer derartigen Anordnung kann also über die Schnittstelle IV bei gleichem bzw. identischem Wassermantel 5 (und eventuell gleicher Fühlereinheit 12) der Rest der Zusatzheizung, welcher selbst ein modulares Bauteil ist, ausgetauscht und beispielsweise ersetzt werden durch ein (drittes) modulares Teil einer elektrischen Zusatzheizung 3 gemäß Fig. 7. Das dritte modulare Teil einer elektrischen Zusatzheizung 3 gemäß Figur 7 ist insbesondere ein elektrisches Heizelement -Modul 14, wobei dieses über die vierte fahrzeugfeste Schnittstelle IV form- schlüssig im Wassermantel 5 aufgenommen und befestigt ist.
Das elektrische Heizelement einer elektrischen Zusatzheizung 3 kann eine Heizschlange oder Heizspirale sein. Gemäß Figur 7 sind mehrere elektrische Heizelemente in Form von Glühstiften 15 vorgesehen, die in einem Sockelteil 26 angeordnet sind, welcher formschlüssig in den Wassermantel 5 paßt.
Die Zusatzheizung kann auch ein viertes modulares Bauteil sein und mit Gas, insbesondere Flüssiggas, betrieben werden. Durch den modularen Aufbau ist also auch ein Zuheizvariante mit Gas möglich. Die in der Figur -7 aufgezeigte Variante läßt sich durch entsprechende Auswahl eines geeigneten Gas- Brenners sehr einfach in eine gasbetriebene Zu- bzw. Standheizervariante umwandeln. Es sei noch angemerkt, daß in den Unteransprüchen enthaltene selbständig schutzfähige Merkmale trotz der vorgenommenen formalen Rückbeziehung auf den Hauptanspruch entsprechenden eigenständigen Schutz haben sollen. Im übrigen fallen sämtliche in den gesamten Anmeldungsunterlagen enthaltenen erfinderischen Merkmale in den Schutzumfang der Erfindung.

Claims

Patentansprüche
1. Heizungsanordnung (1) in einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor, wobei eine Zusatzheizung (2 bzw. 3) oder eine Standheizung (4) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzheizung (2 bzw. 3) oder Standheizung (4) oder ein Teil der Zusatz- oder Standheizung als modulares Bauteil ausgebildet ist, welches an fahrzeugspezifischen Schnittstellen (I, II, III, IV) der Heizungsanordnung angeordnet bzw. angeschlossen ist und gegebenenfalls gegen ein anderes derartiges modulares Bauteil austauschbar ist .
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß eine erste fahrzeugspezifische Schnittstelle (I) zumindest zwei fahrzeugfeste Befestigungεstellen (6, 7) sind, an denen das modulare Bauteil mechanisch befestigbar ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite fahrzeugspezifische Schnittstelle (II) eine Unterbrechungsstelle des Kühl-/Heizmedium-Kreis- laufs des Verbrennungsmotors ist, an der eine brennstoff- bet iebene Zusatzheizung (2) oder eine elektrische Zusatzheizung (3) hydraulisch anschließbar und insbesondere gegen eine Zusatzheizung (3 bzw. 2) der anderen Energiebetriebsart austauschbar ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte fahrzeugspezifische Schnittstelle (III) zumindest ein fahrzeugfester elektrischer Anschluß ist, an dem eine elektrische Zusatzheizung (3) oder ein elektrisches Bauteil der elektrischen Zusatzheizung oder der brennstoffbetriebenenen Zusatzheizung (2), insbesondere deren Steuergerät, elektrisch anschließbar ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes modulares Bauteil eine komplette brennstoffbetriebene Zusatzheizung (2) ist, welche einen Wassermantel (5) bzw. Kühl -/Heizmedium-Mantel mit in einem bestimmten Muster angeordneten fixen Befestigungspunkten
(6, 7), einen Wärmetauscher (8), eine Brennkammer (9), ein Gebläse (10) , insbesondere Seitenkanalgebläse, ein Steuergerät (11) und eine Fühlereinheit (12) umfaßt
(Fig. 3) .
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites modulares Bauteil eine komplette elektrische Zusatzheizung (3) ist, welche einen eigenen Wassermantel (13) bzw. Kühl -/Heizmedium-Mantel mit in einem bestimmten Muster angeordneten Befestigungspunkten (6, 7) und ein oder mehrere integrierte elektrische Heizelemente (sog. "Monocoque-Ausführung" ) besitzt (Fig. 4).
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wassermantel (5 bzw. 13) bzw. Kühl- /Heizmedium- Mantel einer brennstoffbetriebenen (oder elektrischen) Zusatzheizung fahrzeugfest befestigt ist und eine vierte fahrzeugspezifische fahrzeugfeste Schnittstelle (IV) aufweist, über welche der als drittes modulares Bauteil ausgebildeter Rest der brennstoffbetriebenen (oder elektrischen) Zusatzheizung fest anschließbar ist (Fig. 6, 7) .
8. Anordnung nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, daß das dritte modulare Bauteil einer brennstoffbetriebe- nen Zusatzheizung (3) einen Wärmetauscher (8), eine Brennkammer (9), ein Gebläse (10), insbesondere Seitenkanalgebläse, und ein elektrisches Steuergerät (11) umfaßt und über die vierte fahrzeugfeste Schnittstelle (IV) formschlüssig im Wassermantel (5 bzw. 13) aufgenommen und befestigt ist.
9. Anordnung nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, daß das dritte modulare Bauteil einer elektrischen Zusatzheizung (3) ein elektrisches Heizelement-Modul (14) ist, welches über die vierte fahrzeugfeste Schnittstelle (IV) formschlussig im Wassermantel (5 bzw. 13) aufgenommen und befestigt ist .
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Heizelement einer elektrischen Zusatzheizung (3) eine Heizschlange oder Heizspirale bzw. Heizwendel ist.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizelemente einer elektrischen Zusatzheizung Glühstifte (15) sind.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühstifte (16) in einem Aluminium-Mantel (17) angeordnet sind (Fig. 5) .
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Heizelemente (Glühstift, Heizwendeln, o.a.) mit zusätzlichen Wärmetauseher-Lamellen (18) versehen sind (Fig. 5) .
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein viertes modulares Bauteil eine gas-, insbesondere flussiggas-betriebene Zusatzheizung mit oder ohne Wassermantel bzw. Kühl -Heizmedium-Mantel ist
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühl -/Heizmedium-Mantel (5) einer mit Flüssigbrennstoff betriebenen Zusatzheizung durch Austausch der für Flüssigbrennstoff spezifischen Module (8, 9, 10, 11), (Fig. 3), gegen anderen Energiequellen spezifisch zugeordnete Heiz-Einsätze in einfacher Weise sich in eine gasbetriebene oder elektrische Zusatzheizung (15 bzw. 26), Fig. 7, umwandeln läßt.
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