DE102015110445A1

DE102015110445A1 - Mechanically resilient component made of a polymer-based material

Info

Publication number: DE102015110445A1
Application number: DE102015110445.8A
Authority: DE
Inventors: Beate Zika-Beyerlein
Original assignee: ElringKlinger AG
Current assignee: ElringKlinger AG
Priority date: 2015-06-29
Filing date: 2015-06-29
Publication date: 2016-12-29

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mechanisch belastbares Bauteil aus einem polymerbasierten Material, das insbesondere für einen Einsatz in einem Personenkraft- oder Nutzfahrzeug ausgebildet ist. Um die an einem Bauteil der vorstehend genannten Art auftretenden Betriebsbelastungen mindestens teilweise durch Wandlung in elektrische Energie nutzbar zu machen, wird vorgeschlagen, dass in dem polymerbasiertem Material des Bauteils mindestens ein thermoelektrischer Generator (3) integriert ist.The present invention relates to a mechanically loadable component made of a polymer-based material, which is designed in particular for use in a passenger or commercial vehicle. In order to at least partially utilize the operating loads occurring on a component of the abovementioned type by conversion into electrical energy, it is proposed that at least one thermoelectric generator (3) be integrated in the polymer-based material of the component.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mechanisch belastbares Bauteil aus einem polymerbasierten Material, das insbesondere für einen Einsatz in einem Personenkraft- oder Nutzfahrzeug ausgebildet ist. The present invention relates to a mechanically loadable component made of a polymer-based material, which is designed in particular for use in a passenger or commercial vehicle.

Die Auswirkungen einer ständigen Steigerung von Anforderungen an eine effektive Reduzierung von Immissionen sind gerade bei Kraftfahrzeugen mit fossilen Verbrennungsmaschinen besonders deutlich erkennbar. Ohne generelle Beschränkung auf diesen Einsatzbereich wird durch derartige Forderungen ein Einsatz von Bauteilen auf Basis polymerer Materialien stetig fortschreitend betrieben. Unter Verdrängung klassischer Metallbauteile und Strukturkomponenten finden daher heute Bauteile aus einem polymerbasierten Material auch in Anwendungen Einsatz, die mechanischen und zugleich auch thermischen Belastungen ausgesetzt sind. The effects of a constant increase in requirements for an effective reduction of immissions are particularly evident in motor vehicles with fossil combustion engines. Without a general restriction to this field of application, such demands continuously operate a use of components based on polymeric materials. By displacing classic metal components and structural components, components made of a polymer-based material are now also used in applications which are exposed to mechanical and also thermal stresses.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die an einem Bauteil der vorstehend genannten Art auftretenden Betriebsbelastungen mindestens teilweise durch Wandlung in elektrische Energie nutzbar zu machen. It is the object of the present invention to make the occurring on a component of the type mentioned above operating loads at least partially usable by conversion into electrical energy.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass in dem polymerbasiertem Material mindestens ein thermoelektrischer Generator integriert ist. This object is solved by the features of claim 1, characterized in that in the polymer-based material at least one thermoelectric generator is integrated.

Die Erfindung liegt somit als eine Erkenntnis die Tatsache zu Grunde, dass Bauteile der vorstehend genannten Art im Betrieb häufig Temperaturunterschieden zwischen zwei häufig sogar direkt gegenüberliegenden Seiten ausgesetzt sind. Derartige Temperaturpotentialunterschiede sind bislang gerade in thermisch belasteten Bauteilen völlig ungenutzt geblieben, wie beispielsweise in einem Kfz-Unterboden oder im Bereich eines Dachhimmels. The invention is thus based on the fact that components of the abovementioned type are frequently exposed during operation to temperature differences between two, often even directly opposite sides. Such temperature potential differences have so far remained completely unused especially in thermally loaded components, such as in a motor vehicle underbody or in the area of a headliner.

Aus dem Stand der Technik ist eine Verwendung thermoelektrischer Generatoren, kurz TEG, in Bypass-Systemen von Abgas-Strängen bekannt. Die nicht vorveröffentlichte DE 10 2014 105 536.5 offenbart eine thermische Abschirmung mit einem internen Speicher für elektrische Energie, wobei die Abschirmung auch einen TEG trägt. Demgegenüber wird nun ein mechanisch belastbares Bauteil bzw. Strukturbauteil betrachtet, bei dem im Einsatz bzw. Betrieb auch relativ hohe Temperaturunterschiede auftreten, vorzugsweise an gegenüberliegenden Seiten des Bauteils. Hier greift eine nachfolgend noch im Detail beschriebene wirtschaftliche Nutzung eines integrierten TEG zur Erzeugung elektrischer Energie entlang eines Temperaturgefälles innerhalb des Bauteils ein. From the prior art, a use of thermoelectric generators, short TEG, known in bypass systems of exhaust gas strands. The not pre-published DE 10 2014 105 536.5 discloses a thermal shield having an internal electrical energy store, the shield also carrying a TEG. In contrast, a mechanically loadable component or structural component is now considered in which relatively high temperature differences occur during use or operation, preferably on opposite sides of the component. Here, an economical use of an integrated TEG for the production of electrical energy, described in detail below, intervenes along a temperature gradient within the component.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Dementsprechend sind elektrische Leitungen und Anschlüsse des mindestens einen TEG-Elements in einem entsprechenden Bauteil zu einer Werkzeugtrennebene hin verlaufend ausgerichtet. Unabhängig von einer Ausbildung des betreffenden Bauteils als thermoplastisches oder duroplastisches Bauteil ist damit stets eine gute Zugänglichkeit des mindestens einen thermoelektrischen Generators bzw. TEG gewährleistet. Advantageous developments are the subject of the dependent claims. Accordingly, electrical lines and connections of the at least one TEG element are aligned in a corresponding component to a mold parting plane extending. Regardless of a design of the relevant component as a thermoplastic or thermoset component is thus always a good accessibility of the at least one thermoelectric generator or TEG guaranteed.

Dem Fachmann sind dabei insbesondere aus dem Bereich des 2K-Spritzgießens grundsätzlich Möglichkeiten bekannt, mindestens ein vorgefertigtes Element abdichtend in einer Form bzw. einem Werkzeug einzulegen. Vorteilhafterweise werden in einer Ausführungsform der Erfindung elektrische Anschlüsse des mindestens einen TEG in Form z.B. eines vorgefertigten Steckers abdichtend in einer Form bzw. einem Werkzeug angeordnet. Derartige Stecker aus elektrisch isolierendem und thermisch beständigem Material sind dem Fachmann seit langer Zeit in unterschiedlichen Bauformen bekannt. Damit ist nach Abschluss eines Herstellverfahrens eine direkte elektrische Zugänglichkeit des nun in einem geschlossenen Bauteil integrierten mindestens einen TEG-Elements über einen derartigen Stecker bereits direkt und ohne weitere Bearbeitungsschritte möglich. The person skilled in the art, in particular from the field of 2K injection molding, basically knows possibilities of inserting at least one prefabricated element sealingly in a mold or a tool. Advantageously, in one embodiment of the invention, electrical connections of the at least one TEG in the form of e.g. a prefabricated plug sealingly arranged in a mold or a tool. Such connectors of electrically insulating and thermally resistant material are known in the art for a long time in different designs. Thus, after completion of a manufacturing process, a direct electrical accessibility of the at least one TEG element now integrated in a closed component via such a plug is already possible directly and without further processing steps.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein erfindungsgemäßes Bauteil zum Erreichen einer hohen mechanischen Belastbarkeit mit einer Faserverstärkung ausgerüstet. Hier wird bevorzugt, den mindestens einen TEG in der Faserverstärkung zu integrieren. Hierzu kann der mindestens eine TEG in entsprechenden Aussparungen der Faserverstärkung eingepasst und/oder zwischen Lagen der Faserverstärkung eingelegt sein. In a preferred embodiment of the invention, a component according to the invention is equipped with a fiber reinforcement to achieve a high mechanical load capacity. Here it is preferred to integrate the at least one TEG in the fiber reinforcement. For this purpose, the at least one TEG can be fitted in corresponding recesses of the fiber reinforcement and / or inserted between layers of the fiber reinforcement.

Besonders bevorzugter Weise ist der TEG als flexibles Bauteil ausgebildet. Ein flexibler TEG ist von seiner Größe weitgehend unabhängig sehr einfach in einer Faserverstärkung unter Realisierung einer der vorstehend genannten Möglichkeiten integriert ausführbar. Als flexibles Bauteil kann der mindestens eine TEG zudem zusammen mit der umgebenden Faserverstärkung dreidimensional verformt werden. Particularly preferably, the TEG is designed as a flexible component. A flexible TEG is largely independent of its size very easy in a fiber reinforcement under realization of one of the aforementioned possibilities executable integrated. As a flexible component, the at least one TEG can also be deformed three-dimensionally together with the surrounding fiber reinforcement.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist im Vorfeld einer Herstellung des Bauteils eine Fixierung des mindestens einen TEG-Elements durch ein thermoplastisch wirkendes Material vorgesehen. Vorzugsweise ist die Faserverstärkung durch vorimprägnierte Fasern als Faser-Matrix-Halbzeug ausgebildet, so dass die Faserverstärkung einen Körper mit integriertem TEG nach Art eines Prepreg bildet. Das fertige Bauteil selber ist vorzugsweise als duroplastisches Bauteil ausgebildet, kann aber gleichwohl auch ein thermoplastischer Verbundkörper sein. In one embodiment of the invention, a fixation of the at least one TEG element by a thermoplastic material is provided in advance of a production of the component. Preferably, the fiber reinforcement is formed by preimpregnated fibers as a fiber-matrix semifinished product, so that the fiber reinforcement forms a body with integrated TEG in the manner of a prepreg. The finished component itself is preferably formed as a thermoset component, but may also be a thermoplastic composite body.

In einer Ausführungsform der Erfindung werden die Verstärkungsfasern mit einem duroplastischen Matrixwerkstoff infiltriert, der nass oder in Pulverform vorliegen kann. Einige Duroplaste bieten die Möglichkeit der mehrmaligen Umformung, solange die Vernetzung des Duroplastes nicht angestoßen wurde. Unterhalb einer bestimmten Temperatur wirken diese Duroplaste wie Thermoplaste und können damit auch für zumindest vorübergehende Verklebungen verwendet werden. Damit kann ein TEG-Element also unter Verwendung eines vorstehend beschriebenen Duroplasts in Form eines Pulvermaterials beispielsweise in einem Prepreg nach Art einer Klebung mindestens temporär fixiert und auch verformt werden. Alternativ ist ein unter Verwendung des genannten Pulvers in einem thermoplastischen Bereich hergestelltes Organoblech zum Aufbau des Körpers vorgesehen. In beiden Anwendungsfällen wandelt sich das vorstehend bezeichnete Material mit Überschreiten einer Grenztemperatur unter der Möglichkeit einer weiteren Formanpassung durch eine entsprechende und dem Fachmann von der Duroplast-Herstellung bekannte Werkzeuganordnung in einen duroplastischen Werkstoff um. In one embodiment of the invention, the reinforcing fibers are infiltrated with a thermosetting matrix material which may be wet or in powder form. Some thermosets offer the possibility of repeated forming as long as the thermosetting of the thermoset has not been initiated. Below a certain temperature, these thermosets act like thermoplastics and can thus also be used for at least temporary bonding. Thus, a TEG element can thus be at least temporarily fixed and also deformed using a thermoset in the form of a powder material described above, for example in a prepreg in the manner of an adhesive bond. Alternatively, an organic sheet produced by using said powder in a thermoplastic region is provided for constructing the body. In both cases, the above-described material converts into a thermoset material when a limit temperature is exceeded, with the possibility of further conforming to form, by means of a suitable tool arrangement known to the person skilled in the art from thermoset production.

Nachfolgend werden weitere Merkmale und Vorteile erfindungsgemäßer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in schematischer Darstellung: Further features and advantages of embodiments according to the invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment with reference to the drawing. Therein show in a schematic representation:

1: eine Draufsicht auf ein dreidimensional geformtes Faser-Matrix-Halbzeug mit einem in eine Aussparung entsprechend eingepassten TEG-Element; 1 FIG. 2: a plan view of a three-dimensionally shaped fiber-matrix semifinished product with a TEG element fitted into a recess; FIG.

2: eine Ansicht der Ausführungsform gemäß 1 von einer Rückseite und 2 a view of the embodiment according to 1 from a back and

3: eine vergrößerte Schnittdarstellung der Ebene III-III von 2. 3 : An enlarged sectional view of the plane III-III of 2 ,

Über die verschiedenen Abbildungen hinweg werden für gleiche Elemente nachfolgend stets die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Throughout the various illustrations, the same reference numerals will be used below for the same elements.

Nachfolgend wird ohne Beschränkung eines Einsatzfeldes erfindungsgemäßer Vorrichtungen ein mechanisch belastbares Bauteil aus einem polymerbasierten Material beschrieben, das in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird. Zur Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit ist das Bauteil als polymerbasiertes Verbundbauteil mit einer hier nur grob angedeuteten dreidimensionalen Formgebung ausgebildet. A mechanically loadable component made of a polymer-based material that is used in a motor vehicle will be described below without restricting a field of application of devices according to the invention. To increase the mechanical strength of the component is designed as a polymer-based composite component with a roughly indicated here three-dimensional shape.

Die Abbildung von 1 zeigt eine Draufsicht auf ein dreidimensional geformtes Faser-Matrix-Halbzeug 1 zur Herstellung eines mechanisch hoch belastbaren Bauteils. Das Faser-Matrix-Halbzeug 1 weist eine Aussparung 2 auf, in die ein entsprechendes TEG-Element 3 eingesetzt ist. Das TEG-Element 3 ist als flexibles Bauteil aus mehreren Ketten mäandernd verbundener thermoelektrischer Schenkel aufgebaut, die z.B. in einer Schaumstoff-Schicht als Träger eingebettet sind, die als mechanischer Träger und Schutz sowie als Dämmung gegenüber Infrarot-Strahlung ausgeführt ist. Das flexible TEG-Element 3 ist dabei in die Aussparung 2 des Faser-Matrix-Halbzeugs 1 eingepasst sowie unter Verwendung eines unterhalb einer bestimmten Aktivierungstemperatur wie ein Thermoplast wirkendes Duroplast quasi eingeklebt und damit in seiner Lage fixiert. Der sich so ergebende Prepreg kann nach einer entsprechenden Erwärmung auch noch weiter dreidimensional verformt werden, wie in den Abbildungen angedeutet. Dabei werden u.a. elektrische Leitungen 4 des TEG-Elements 3 zu einer Werkzeugtrennebene w hin verlaufend ausgerichtet und ebenfalls in dem Faser-Matrix-Halbzeug 1 fixiert. In dem gestrichelt in 1 eingezeichneten Bereich an der Werkzeugtrennebene w ist an dem fertigen Bauteil ein hier nicht weiter dargestellter Steckkontakt vorgesehen, der die Leitungen 4 des TEG-Elements 3 mit einem weiterführenden Netzwerk eines Kraftfahrzeugs verbindet. The picture of 1 shows a plan view of a three-dimensionally shaped fiber-matrix semifinished product 1 for producing a mechanically highly loadable component. The fiber matrix semifinished product 1 has a recess 2 in which a corresponding TEG element 3 is used. The TEG element 3 is constructed as a flexible component of a plurality of chains meandering connected thermoelectric legs, which are embedded for example in a foam layer as a carrier, which is designed as a mechanical support and protection and as insulation against infrared radiation. The flexible TEG element 3 is in the recess 2 of the fiber-matrix semifinished product 1 fitted and virtually glued using a below a certain activation temperature acting as a thermoplastic thermosetting plastic and thus fixed in place. The resulting prepreg can be further deformed three-dimensional after appropriate heating, as indicated in the figures. Among other things, electrical cables 4 of the TEG element 3 oriented towards a mold parting plane w and also in the fiber matrix semifinished product 1 fixed. In the dashed line in 1 Plotted area on the mold parting plane W is provided on the finished component, not shown here, a plug-in contact, the lines 4 of the TEG element 3 connects to a continuing network of a motor vehicle.

Als besonders vorteilhaft hat sich in diesem Zusammenhang die Verwendung eines pulverförmigen Epoxidharz-Gemisches mit der Bezeichnung A.S.Set^® Powder des polnischen Herstellers New Era Materials Sp.Z.o.o. als eine Harzkomponente zum Aufbau des Faser-Körpers 1 bzw. Prepregs herausgestellt. Dieses Epoxidharz-Gemisch schmilzt bis zum Erreichen einer Grenztemperatur thermoplastisch auf und benetzt, durchdringt oder umschließt einen Faserverstärkungskörper sogar nach Art eines recht dünnflüssigen Fluids. Daher ist diese Harzkomponente in den Darstellungen der 1 und 2 nicht direkt erkennbar und wird nur durch den gestrichelten Pfeil 5 angedeutet. Derartige Erwärmungsschritte mit einer Prozesstemperatur von ca. 60°C können mit nachfolgender Verformung sogar ohne Schutzatmosphäre wiederholt durchgeführt werden, ohne dass sich das thermoplastische Verhalten dieses Materials in Kontakt mit dem Faserkörper 1 oder dem TEG-Element 3 verändern würde. A particularly advantageous in this context the use of a powdered epoxy resin mixture with the label asset ^® Powder of the Polish manufacturer New Era Sp.Zoo material as a resin component for the construction of the fiber body 1 or prepregs exposed. This epoxy resin melt melts until it reaches a temperature limit and wets, penetrates or encloses a fiber reinforcement body even in the manner of a very thin fluid. Therefore, this resin component in the illustrations of 1 and 2 not directly recognizable and is only indicated by the dotted arrow 5 indicated. Such heating steps with a process temperature of about 60 ° C can be carried out with subsequent deformation even without a protective atmosphere repeatedly, without affecting the thermoplastic behavior of this material in contact with the fiber body 1 or the TEG element 3 would change.

Die Darstellung von 2 als Ansicht der Ausführungsform gemäß 1 von einer Rückseite her verdeutlicht die Stärke der dreidimensionalen Verformung des Faser-Matrix-Halbzeugs 1 gemeinsam mit dem flexiblen TEG-Element 3. Auch ist hier eine mindestens teilweise Überdeckung der elektrischen Leitungen 4 des TEG-Elements 3 durch das Faser-Matrix-Halbzeug 1 angedeutet. Ein Vergleich zwischen den Abbildungen der 1 und 2 zeigt auch die dreidimensionalen Verformung TEG-Elements 3 deutlich, die hier begünstigt durch die mäandernde Kettenstruktur der thermoelektrischen Schenkel sowie des flexiblen Trägermaterials des TEG-Elements 3 stetig zusammen mit den Verformungen des Faser-Matrix-Halbzeugs 1 erfolgt. The representation of 2 as a view of the embodiment according to 1 from a back side illustrates the strength of the three-dimensional deformation of the fiber-matrix semifinished product 1 together with the flexible TEG element 3 , Also here is an at least partial coverage of the electrical lines 4 of the TEG element 3 through the fiber-matrix semifinished product 1 indicated. A comparison between the pictures of the 1 and 2 also shows the three-dimensional deformation TEG element 3 clearly favored by the meandering chain structure of the thermoelectric legs and the flexible carrier material of the TEG Elements 3 steadily together with the deformations of the fiber-matrix semifinished product 1 he follows.

3 verdeutlicht durch eine vergrößerte Schnittdarstellung der Ebene III-III von 2 die Anbindung des flexiblen TEG-Elements 3 an das Faser-Matrix-Halbzeug 1 durch das zu diesem Produktionszeitpunkt noch thermoplastisch wirkendes Epoxidharz-Gemisch 5 im Bereich der Aussparung 2. Das thermoplastisch wirkende Epoxidharz-Gemisch 5 fließt soweit in die Aussparung 2 hinein, dass das TEG-Element 3 mit dem Faser-Matrix-Halbzeug 1 quasi verklebt ist. In nicht weiter darstellbarer Weise ist das TEG-Element 3 sowie das Faser-Matrix-Halbzeug 1 von dem thermoplastisch aufgeschmolzenen Epoxidharz-Gemisch 5 durchtränkt, wobei letzteres in diesem Ausführungsbeispiel bereits in einem vorbereitenden Schritt vor dem Einsetzen des TEG-Elements 3 erfolgt. 3 illustrated by an enlarged sectional view of the plane III-III of 2 the connection of the flexible TEG element 3 to the fiber-matrix semifinished product 1 by still thermoplastic acting at this time of production epoxy resin mixture 5 in the area of the recess 2 , The thermoplastic epoxy resin mixture 5 so far flows into the recess 2 into it, that the TEG element 3 with the fiber-matrix semifinished product 1 is virtually glued. In a manner not shown is the TEG element 3 and the fiber-matrix semifinished product 1 from the thermoplastic melted epoxy resin mixture 5 impregnated, the latter in this embodiment already in a preparatory step before the onset of the TEG element 3 he follows.

In gestrichelter Linie sind in 3 Außengrenzen eines fertigen duroplastischen Werkstücks an einer Außenseite A und einer Innenseite I angedeutet, wobei hier noch zusätzliche Materiallagen hinzugefügt werden können, ohne die Funktionalität des TEG 3 zu beeinträchtigen. Dementsprechend kann der mindestens eine TEG 3 zwischen nicht weiter dargestellten weiteren Lagen einer Faserverstärkung eingelegt bzw. durch diese zusätzlich überdeckt sein. Hierdurch wird beispielsweise erreicht, dass ein fertiges Bauteil eine weitere mechanische Stärkung erfährt und hinsichtlich seiner Oberflächenbeschaffenheit auch als äußeres Sichtbauteil einsetzbar ist. Auch kann durch eine derartige Maßnahme in einer Ausführungsform der Erfindung eine zusätzliche thermische Isolierungsschicht aufgebaut werden, um einen Temperaturgradienten innerhalb des Bauteils zu beeinflussen, insbesondere hinsichtlich einer jeweiligen Stärke und/oder einem Verlauf. Hierzu können die Außenseite A und die Innenseite I voneinander unabhängig und durch entsprechende Materiallagen unterschiedlich ertüchtigt werden. In dashed line are in 3 External boundaries of a finished thermoset workpiece on an outside A and an inside I indicated, in which case additional material layers can be added without the functionality of the TEG 3 to impair. Accordingly, the at least one TEG 3 inserted between not shown further layers of a fiber reinforcement or be covered by this in addition. As a result, it is achieved, for example, that a finished component undergoes a further mechanical strengthening and can also be used as an outer viewing component with regard to its surface condition. Also, by such a measure in one embodiment of the invention, an additional thermal insulation layer can be constructed to influence a temperature gradient within the component, in particular with respect to a respective strength and / or a course. For this purpose, the outer side A and the inner side I can be improved independently of each other and by different material layers.

Ein der Skizze von 3 grundsätzlich vergleichbarer Aufbau für ein mechanisch hoch belastbares Bauteil aus einem polymerbasierten Material lässt sich herstellen, indem das TEG Element 3 eine Aussparung 2 eines nicht weiter dargestellten Organoblechs eingesetzt wird, wobei als Harzkomponente 5 zum Aufbau des Organoblechs ein unterhalb einer bestimmten Temperatur wie ein Thermoplast wirkendes Duroplast verwendet worden ist. Ein dem Einsetzen und Fixieren des TEG Elements 3 nachfolgendes Überdecken an der Außenseite A und/oder der Innenseite I gemäß der vorstehenden Beschreibung ist vor dem Durchlaufen abschließender Fertigungsschritte ebenfalls möglich. One of the sketch of 3 In principle, comparable structure for a mechanically high loadable component made of a polymer-based material can be produced by the TEG element 3 a recess 2 a non-illustrated organo-sheet is used, wherein as a resin component 5 to build up the organic sheet has been used below a certain temperature acting as a thermoplastic thermosetting plastic. An inserting and fixing the TEG element 3 subsequent covering on the outside A and / or the inside I according to the above description is also possible before going through final manufacturing steps.

Damit wird durch die vorliegende Erfindung ein mechanisch belastbares Bauteil aus einem polymerbasierten Material geschaffen, das zudem durch mindestens einen integrierten thermoelektrischen Generator einen Mehrnutzen durch Bereitstellung elektrischer Energie bei Nutzung eines vorhandenen Temperaturgefälles aufweist. Damit werden auftretenden Betriebsbelastungen durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens teilweise durch Wandlung in elektrische Energie nutzbar gemacht. Thus, a mechanically loadable component made of a polymer-based material is provided by the present invention, which also has at least one integrated thermoelectric generator an added benefit by providing electrical energy when using an existing temperature gradient. Thus occurring operating loads are made available by an inventive device at least partially by conversion into electrical energy.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Faser-Matrix-Halbzeug Fiber-matrix semifinished
2 2: Aussparung recess
3 3: TEG-Element TEG element
4 4: elektrische Leitung des TEG-Elements 3 electrical conduction of the TEG element 3
5 5: thermoplastisch wirkendes Epoxidharz-Gemisch thermoplastic epoxy resin mixture
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w w: Werkzeugtrennebene Mold parting line
I I: Innenseite des fertigen Bauteils Inside of the finished component
A A: Außenseite des fertigen Bauteils Outside of the finished component

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014105536 [0006]

Claims

Mechanically loadable component of a polymer-based material, which is designed in particular for use in a passenger car or commercial vehicle, characterized in that in the polymer-based material of the component at least one thermoelectric generator or TEG ( 3 ) is integrated.

Component according to the preceding claim, characterized in that electrical lines ( 4 ) and connections of the at least one TEG ( 3 ) are aligned in a corresponding component to a mold parting plane (w) extending.

Component according to the preceding claim, characterized in that the electrical lines ( 4 ) preferably in a sealingly arranged in a mold or a tool plug out, which is preferably arranged in a mold parting plane (w).

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the component is equipped to achieve a high mechanical strength with a fiber reinforcement, in which the at least one TEG ( 3 ) is integrated.

Component according to the preceding claim, characterized in that the at least one TEG ( 3 ) in a corresponding recess ( 2 ) of the fiber reinforcement, or sandwiched between layers of fiber reinforcement.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the TEG ( 3 ) is designed as a flexible component.

Component according to one of the preceding claims, characterized by a fixation of at least the at least one TEG ( 3 ) by a thermoplastic material ( 5 ).

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the fiber reinforcement as a fiber-matrix semifinished product ( 1 ) a body with integrated TEG ( 3 ) forms in the manner of a prepreg.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the component is designed as a thermosetting component.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that as a resin component ( 5 ) for the construction of the body or the fiber-matrix semifinished product ( 1 ) is provided below a certain temperature acting as a thermoplastic thermoset and in particular an ASSET ^® powder or an organo sheet produced using this powder in a thermoplastic range.