Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Förderung und Dosierung von Pulver zu einer Pulververarbeitungseinrichtung, wie z. B. zu einer Plasmaspritzeinrichtung oder Plasmadüse, um das bei der Plasmabeschichtung bzw. dem Plasmaspritzen benötigte Pulver mit einer hohen Genauigkeit der Pulververarbeitungseinrichtung zuzuführen. Ferner beziehen sich Ausführungsbeispiele auf eine Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur an einem Oberflächenbereich eines Bauelements, wobei die mit hoher Genauigkeit zugeführte Menge an Pulverteilchen zum Beispiel in der Pulververarbeitungseinrichtung in einem Plasmaspritzprozess aktiviert und dann auf ein Substrat bzw. den Oberflächenbereich des Bauelements aufgebracht wird. Ausführungsbeispiele beziehen sich ferner auf ein flächiges Heizelement, bei dem mittels Plasmabeschichten bzw. Plasmaspritzen eine flächige, elektrisch leitfähige Widerstandsschichtstruktur auf dem Oberflächenbereich des Bauelements aufgebracht ist.

Gemäß dem Stand der Technik werden sogenannte Pulverförderer verwendet, um eine zugeführte Menge von Pulverteilchen zu dosieren und die dosierte Pulvermenge einer Pulververarbeitungseinrichtung, wie zum Beispiel einer Plasmabeschichtungs- oder Plasmaspritzeinrichtung, zuzuführen. In einer Plasmabeschichtungseinrichtung werden nun Plasmaströmungen, wie zum Beispiel Plasmastrahlen bzw. Plasma-Jets, verwendet, um Oberflächen zu behandeln oder zu beschichten. Im Rahmen der Oberflächenbearbei- tung werden Plasmen beispielsweise zur plasmainduzierten Materialabscheidung verwendet. In der Beschichtungstechnik werden beispielsweise Funktionsschichten, wie zum Beispiel Verspiegelungen oder Antihaftschichten aufgebracht. In der Werkstofftechnik werden Plasmen beispielsweise zur plasmainduzierten Materialabscheidung eingesetzt.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, ein verbessertes Konzept zur genauen Förderung und Dosierung einer Pulvermenge zu einer Pulververarbeitungseinrichtung zu schaffen, um dadurch eine möglichst definierte und gleichmäßige Materialabscheidung und Oberflächenbeschichtung unter Verwendung von Plasma zu schaffen, so dass auf einem Oberflächenbereich eines (beliebigen) Bauele- ments ein Heizelement mit äußerst gleichmäßige, flächige, elektrisch leitfähige Widerstandsschichtstruktur erhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Weiterbildungen des vorliegenden Konzepts sind in den jeweiligen Unteransprüchen definiert.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst eine Vorrichtung 100 zur Förderung und Dosierung von Pulver 1 12 einen Pulvervorratsbehälter 1 10 zum Speichern und Bereitstellen von Pulver 1 12, einen Schwingförderer 120 mit einer Fördereinrichtung 122 mit einer einstellbaren Förderrate zum Abgeben des Pulvers 1 12 an einen Pulverauslass 124 mit der einstellbaren Förderrate, eine Leitungsanordnung 130 zum Befördern des von dem Schwingförderer 120 abgegebenen Pulvers 1 12 in einem Fördergas 115 als ein Pulver- Gas-Gemisch 116 und zum Zuführen des Pulver-Gas-Gemisches 116 zu einer Pulververarbeitungseinrichtung 200, wobei eine Auskoppeleinrichtung 132 in der Leitungsanordnung 130 vorgesehen ist, um einen definierten Anteil PM2 des Pulvers 1 12 aus dem Pul- ver-Gas-Gemisch 1 16 zu entnehmen, eine Pulvermengenmessanordnung 140 zum Erfassen der ausgekoppelten Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit und zum Bereitstellen eines Pulvermengeninformationssignals S1 , wobei die entnommene bzw. ausgekoppelte Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit innerhalb eines Toleranzbereichs ein vorgegebenes Verhältnis zu der geförderten Pulvermenge PM1 des Schwingförderers 120 aufweist, und einer Steuerungseinrichtung 150, die ausgebildet ist, um basierend auf dem von der Pulvermengenmessanordnung 140 bereitgestellten Pulvermengeninformationssignal S1 die einstellbare Förderrate des Schwingförderers 120 auf einen vorgegebenen Sollwert einzustellen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst eine Vorrichtung 101 zur Herstellung einer Schichtstruktur 270 an einem Oberflächenbereich 262 eines Bauelements 260 die Vorrichtung 100 zur Förderung und Dosierung von Pulver 1 12 zum Bereitstellen von Pulverteilchen 1 12 an eine Plasmabeschichtungsanordnung (auch: Plasmaspritzanordnung) 200, und eine Plasmabeschichtungsanordnung 200 mit einer Plasmaquelle 208 zum Einbringen eines Plasmas 210 in einem Prozessbereich 206, um die bereitgestellten Pulverteilchen 1 12 in dem Prozessbereich 206 mit dem Plasma 210 zu aktivieren, und mit einer Aufbringeinrichtung 212 zum Aufbringen der aktivierten Pulverteilchen 1 12 auf den Ober- flächenbereich 262 des Bauelements 260, um die Schichtstruktur 270 auf dem Oberflä- chenbereich 262 des Bauelements 260 zu erhalten.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur 270 an einem Oberflächenbereich 262 eines Bauelements 260 folgende Schritte: Bereitstellen von Pulverteilchen in einem Prozessbereich einer Plasmabeschichtungseinrichtung mit der Vorrichtung 100 zur Förderung und Dosierung von Pulver 112, Aktivieren der bereitgestellten Pulverteilchen 112 in einem Prozessbereich 206 einer Plasmabeschichtungsanordnung 200 mit dem Plasma 210 einer Plasmaquelle 208, und Aufbringen der aktivierten Pulverteilchen 112 auf den Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260, um die Schichtstruktur 270 auf dem Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260 zu erhalten

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein flächiges Heizelement 300 ein elektrischen Heizwiderstandselement 270-3, und einen ersten und zweiten, flächigen, elektrisch leitfähigen Schichtbereich 270-1 , 270-2, wobei zwischen dem ersten und zweiten, flächigen, elektrisch leitfähigen Schichtbereich 270-1 , 270-2 das elektrische Heizwiderstandselement 270-3 angeordnet ist, wobei der erste flächige elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-1 als ein erster Kontaktanschlussbereich zumindest bereichsweise an einem ersten Randbereich 270-3A des elektrischen Widerstandsheizelements 270-3 angeordnet und mit demselben elektrisch und stoffschlüssig verbunden ist, wobei der zweite, flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-2 als ein zweiter Kontaktanschlussbereich zumindest bereichsweise an einem zweiten Randbereich 270-3B des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 angeordnet und mit demselben elektrisch und stoffschlüssig verbunden ist, und wobei der erste und zweite, flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-1 , 270-2 eine zumindest doppelt so hohe Leitfähigkeit wie das elektrische Heizwiderstandselement 270-3 aufweisen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines flächigen Heizelements 300 folgende Schritte: Bereitstellen eines elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 auf einem Oberflächenbereich 262 eines Bauelements 260, und Aufbringen eines ersten und zweiten, flächigen, elektrisch leitfähigen Schichtbereichs 270-1 , 270-2 mittels einer Plasmabeschichtung oder mittels Plasmaspritzen auf einem Oberflächenbereich 262 eines Bauelements 260 mit dem elektrischen Heizwiderstandselement 270-3, wobei zwischen dem ersten und zweiten, flächigen, elektrisch leitfähigen Schichtbereich 270-1 , 270-2 das elektrische Heizwiderstandselement 270-3 angeordnet ist, wobei der erste flächige elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-1 als ein erster Kontaktanschluss- bereich zumindest bereichsweise an einem ersten Randbereich 270-3A des elektrischen Widerstandsheizelements 270-3 angeordnet und mit demselben elektrisch und stoffschlüssig verbunden ist, wobei der zweite, flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-2 als ein zweiter Kontaktanschlussbereich zumindest bereichsweise an einem zwei- ten Randbereich 270-3B des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 angeordnet und mit demselben elektrisch und stoffschlüssig verbunden ist, und wobei der erste und zweite, flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-1 , 270-2 eine zumindest doppelt so hohe Leitfähigkeit wie das elektrische Heizwiderstandselement 270-31 aufweisen.

Der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine möglichst exakte Förderung und Dosierung der einer Plasmabeschichtungsanordnung zugeführten Menge an Pulverteilchen zu ermöglichen, um eine äußerst gleichmäßige und exakte, plasmainduzierte Schichterzeugung auf einem Oberflächenbereich eines Bauelements zu erhalten. Dazu wird aus dem von der Pulverfördereinrichtung abgegebenen Pulver-Gas-Gemisch mittels einer Auskoppeleinrichtung in der in dem Schwingförderer nachgeordneten Leitungsanordnung ein definierter Anteil des Pulvers aus dem Pulver-Gas-Gemisch entnommen und einer Pulvermengenmessanordnung zugeführt, die die ausgekoppelte Pulvermenge pro Zeiteinheit ermittelt und einer Steuerungseinrichtung ein entsprechendes Pulvermengeninformationssignal bereitstellt. Dabei weist die entnommene Pulvermenge pro Zeiteinheit innerhalb eines Toleranzbereichs ein vorgegebenes Verhältnis zu der geförderten Gesamtpulvermenge des Schwingförderers bzw. zu der Gesamtpulvermenge des Pulver-Gas-Gemisches in der Leitungsanordnung auf. Die Steuerungseinrichtung ist nun ausgebildet, um basierend auf dem von der Pulvermengenmessanordnung bereitgestellten Pulvermengeninformationssignal den Schwingförderer mit einem Steuersignal anzusteuern, um die Förderrate des Schwingförderers auf einen vorgegebenen Soll- bzw. Zielwert, d.h. auf die Zielförderrate, einzustellen, so dass die exakte Dosierung der geförderten Pulvermenge zu der Pulververarbeitungseinrichtung erhalten werden kann.

Durch die Steuerung bzw. Regelung der einstellbaren Förderrate des Schwingförderers 120 der Vorrichtung 100 zur Förderung und Dosierung von Pulver kann die Regelung bzw. Steuerung der Förderrate des Schwingförderers 120 auf den vorgegebenen Sollwert während des Betriebs der Pulververarbeitungseinrichtung 200, d. h.t beispielsweise während eines Beschichtungs- oder Spritzvorgangs einer Plasmadüse, durchgeführt werden. Gemäß dem vorliegenden Konzept kann somit die Förderrate des Schwingförderers der Vorrichtung zur Förderung von Dosierung und Pulver gleichzeitig mit dem Betrieb der Pul- ververarbeitungseinrichtung durchgeführt werden. Durch die Auskoppelung der Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit kann die Pulvermengenmessanordnung, in Form einer Wägezelle oder einer optischen Erfassungseinrichtung ferner beispielsweise von dem Schwingförderer mechanisch entkoppelt angeordnet sein, so dass die Pulvermengenermittlung von den Schwingungen bzw. Vibrationen des Schwingförderers mechanisch entkoppelt bzw. getrennt werden kann. Dies führt zu einer weiteren Erhöhung der Genauigkeit der Einstellung der Förderrate des Schwingförderers und damit der zu der Pulververarbeitungseinrichtung zugeführten Pulvermenge pro Zeiteinheit.

Durch die äußerst exakte Dosierung der geforderten Pulvermenge zu der Pulververarbeitungseinrichtung, z. B. zu einer Plasmabeschichtungsanordnung bzw. einer Plasmadüse zum Plasmaspritzen, können im Wesentlichen beliebige Oberflächenstrukturen eines zu Bauelements äußerst gleichmäßig und exakt beschichtet werden, wobei ferner die elektrischen Eigenschaften der aufgebrachten Schichtstrukturen sehr exakt eingestellt und dimensioniert werden können. So können auf einem Oberflächenbereich eines Bauelements zum Beispiel flächige Kontaktbereiche plasmainduziert aufgebracht werden, die mit den Randbereichen eines dazwischen angeordneten, elektrischen (z. B. flächigen) Heizwiderstandselements elektrisch und stoffschlüssig verbunden sein können. Ferner können die aufgebrachten Schichtstrukturen mit dem zu beschichtenden Bauelement stoffschlüssig verbunden bzw. einstückig ausgebildet sein.

Als Kontaktflächen kann ein hochleitendes Material, z. B. ein Metall oder eine Metalllegierung, als Schichtstruktur auf dem Oberflächenbereich des Bauelements aufgebracht werden, wobei diese hochleitende Kontaktflächenstrukturen für eine Lötmittelverbindung geeignet ausgebildet werden können. Weist die Metallschicht beispielsweise als ein Hauptbestandteil ein Kupfermaterial etc. auf, kann ein übliches Lötmittel zum„Anlöten“ eines Anschlussdrahts an dem jeweiligen, flächigen Kontaktanschlussbereich verwendet werden. Durch die bei dem Schwingförderer eingestellte Förderrate, d. h. durch die aufgebrachte Pulvermenge auf den Oberflächenbereich des Bauelements und der daraus resultierenden Partikelkonzentration, die beispielsweise ein leitfähiges Material aufweisen, kann der Widerstandsbeiag bzw. der Schichtwiderstand (reziprok zur Leitfähigkeit) des jeweiligen flächigen, elektrisch leitfähigen Schichtbereichs ausgebildet werden, so dass diese Schichtbereiche als Kontaktanschlussbereiche für das elektrische Heizwiderstandselement ausgebildet sein können. Insbesondere sind die Kontaktanschlussbereiche durch das Plasma-induzierte Schichtaufbringverfahren mit dem Randbereich des elektri- sehen Heizwiderstandselements sowohl elektrisch als auch stoffschlüssig, d. h. im Wesentlichen unlösbar, verbunden.

Durch das Plasmaspritzen mittels der Plasmabeschichtungsanordnung bzw. Plasmadüse gemäß dem vorliegenden Konzept kann auch das elektrische Heizwiderstandselement als eine flächige, mittels einer Plasmabeschichtung aufgebrachte Widerstandsstruktur auf dem Oberflächenbereich des Bauelements aufgebracht und stoffschlüssig mit demselben verbunden werden. Dabei können beliebige Strukturen des elektrischen Heizwiderstandselements zwischen den Kontaktabschlussbereichen, z. B. linear, überkreuzend, mean- derförmig, etc. erzeugt werden, wobei die resultierende Geometrie der flächigen, leitfähigen Struktur(en) je nach Anwendungsfall entsprechend eingestellt werden kann.

Ferner ist es gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel möglich, sowohl für die Kontaktanschlussbereiche und für flächige Widerstandsstruktur, die als elektrisches Heizwiderstandselement zwischen den Kontaktanschlussbereichen ausgebildet ist, unterschiedliche Pulvermaterialien bzw. Schichtmaterialien mit unterschiedlich resultierenden Schichtwiderstandswerten (auch Flächenwiderstandswerten) bei dem Aufbringungsprozess zu verwenden.

Ferner ist es möglich, sowohl für die Kontaktanschlussbereiche als auch für die flächige Widerstandsstruktur das gleiche Pulvermaterial bzw. Schichtmaterial einzusetzen, wobei die Kontaktanschlussbereiche mittels einer Mehrfachbeschichtung oder mittels mehreren Beschichtungsvorgängen eine„dichtere“ oder dickere Beschichtungslage erzeugt werden kann, die gegenüber der flächigen Widerstandsstruktur, die als elektrisches Heizwiderstandselement wirksam ist, eine erheblich höhere, z. B. zumindest um den Faktor zwei, fünf oder zehn höhere, Leitfähigkeit (Flächenleitfähigkeit) aufweist.

Ferner ist es auch möglich, dass die Kontaktanschlussbereiche als längliche Bereiche bzw. Inseln innerhalb der aufgebrachten, flächigen Widerstandsstruktur des elektrischen Heizwiderstandselements z.B. an Randbereichen desselben angeordnet sind.

Durch die flächig bzw. relativ großflächig ausgebildeten Kontaktanschlussbereiche für die als elektrisches Heizelement ausgebildete, flächige Widerstandsstruktur ist es möglich, eine ausreichend hohe Leistung großflächig in die als elektrische Heizwiderstandselement ausgebildete flächige Widerstandsstruktur einzukoppeln, um eine ausreichende Erwär- mung aufgrund der Umwandlung elektrischer Energie in thermische Energie (Wärme) zu erhalten.

Die als Kontaktanschlussbereiche wirksamen elektrisch leitfähigen Schichtbereiche können beispielsweise aufeinanderliegend mit der als elektrisches Heizwiderstandselement wirksamen, flächigen Widerstandsstruktur mittels eines Plasmabeschichtungs- bzw. Plasmaspritzvorgangs ausgebildet sein.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Hinsichtlich der dargestellten schematischen Figuren wird darauf hingewiesen, dass die dargestellten Funktionsblöcke sowohl als Elemente und Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung(en) als auch als entsprechende Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zu verstehen sind, und auch entsprechende Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens davon abgeleitet werden können.

Es zeigen: Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Förderung und

Dosierung von Pulver gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2a-b eine perspektivische Ansicht und eine Teilschnittansicht einer möglichen

Implementierung eines Pulvervorratsbehälters und eines Schwingförderers der Vorrichtung zur Förderung und Dosierung von Pulver gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2c eine Teilschnittansicht einer möglichen Implementierung einer Abstandseinstellung zwischen Auslass des Pulvervorratsbehälters und Schwingförderers zu Grobdosierung;

Fig. 3a-b eine schematische Blockdarstellung der Pulvermengenmessanordnung und der zugehörigen Auskoppeleinrichtung in der Leitungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 4 eine schematische Blockdarstellung einer Vorrichtung zur Herstellung einer Schichtstruktur an einem Oberflächenbereich eines Bauelements gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 5a-c Schematische Darstellungen in einer Draufsicht, einer Schnittansicht und einer perspektivischen Darstellung einer aufgebrachten Schichtstruktur an einem Oberflächenbereich des Bauelements gemäß einem Ausführungsbeispiel; und

Fig. 6a-e schematische Darstellungen in einer Draufsicht eines flächigen Heizelements in Form einer mittels Plasmaspritzen aufgebrachten, flächigen, elektrisch leitfähigen Widerstandsschichtstruktur auf einem Oberflächenbereich eines Bauelements gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele des vorliegenden Konzepts im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert wird, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte, Funktionsblöcke und/oder Verfahrensschritte in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargesteilte Beschreibung dieser Elemente, Objekte, Funktionsblöcke und/oder Verfahrensschritte untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.

Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nun ausführlicher Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In den Figuren können Abmessungen von dargestellten Elementen, Schichten und/oder Bereichen zur Verdeutlichung nicht maßstäblich dargestellt sein.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Prinzipdarstellung eine Vorrichtung 100 zur Förderung bzw. Zuführung und Dosierung von Pulver 1 12 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 100 zur Förderung und Dosierung von Pulver 1 12 weist einen Pulvervorratsbehälter 110 zum Speichern und Bereitstellen von Pulver 1 12 auf. Die Vorrichtung 100 umfasst ferner einen Schwingförderer 120 mit einer Fördereinrichtung bzw. Förderrinne 122, deren Förderrate zum Abgeben des Pulvers 1 12 an einen Pulverauslass 124 einstellbar ist, um eine Pulvermenge PM1 pro Zeiteinheit (z.B. pro Sekunde) an dem Pulverauslass 124 bereitzustellen. Die Vorrichtung 100 umfasst ferner eine Leitungsanordnung 130 zum Befördern des von dem Schwingförderer 120 abgegebenen Pulvers 112 in einem Fördergas 1 15 als ein Pulver-Gas-Gemisch 1 16 und zum Zuführen des Pulver-Gas- Gemisches 1 16 zu einer (optionalen) Pulververarbeitungseinrichtung 200, die zum Beispiel als eine Plasmabeschichtungsanordnung bzw. Plasmadüse 200 zum Plasmaspritzen gemäß DIN 657 ausgebildet sein kann. Die Leitungsanordnung 130 umfasst ferner eine Auskoppeleinrichtung bzw. einen Bypass 132, um einen definierten Anteil bzw. eine defi- nierte Pulvermenge PM2 des Pulvers 1 12 aus dem Pulver-Gas-Gemisch 1 16 auszukop- peln bzw. zu entnehmen. Die Vorrichtung 100 umfasst ferner eine Pulvermengenmessanordnung 140 zum Erfassen der ausgekoppelten Pulvermenge pro Zeiteinheit und zum Bereitstellen eines Pulvermengeninformationssignals S1 basierend auf der ausgekoppelten Pulvermenge pro Zeiteinheit. Die Auskoppeleinrichtung 132 ist nun ausgebildet, so dass die entnommene Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit innerhalb eines Toleranzbereichs ein vorgegebenes Verhältnis zu der geförderten Pulvermenge PM1 (Gesamtpulvermenge) des Schwingförderers 120 und damit auch ein vorgegebenes Verhältnis zu der von der Leitungsanordnung 130 an die Pulververarbeitungseinrichtung 200 zugeführte Pulvermenge PM3 (= geförderte Pulvermenge PM1 minus entnommene Pulvermenge PM2) pro Zeiteinheit aufweist.

Die Vorrichtung 100 umfasst ferner eine Steuerungseinrichtung 150, die ausgebildet ist, um basierend auf dem von der Pulvermengenmessanordnung 140 bereitgestellten Pulvermengeninformationssignal S1 den Schwingförderer 120 mit einem Steuersignal S2 anzusteuern, um die Förderrate des Schwingförderers 120 auf einen vorgegebenen Soll- bzw. Zielwert, d.h. auf die Zielförderrate PM1 , einzustellen, so dass die exakte Dosierung der geförderten Pulvermenge PM1 und damit die zu der Pulververarbeitungseinrichtung 200 zugeführte Pulvermenge PM3 erhalten werden kann.

Damit die von der Steuerungseinrichtung 150 vorgenommene Ansteuerung des Schwingförderers 120 zur Einstellung der Förderrate des Schwingförderers 120 auf eine vorgegebene Zielförderrate ausreichend gute Zuführungs- und Dosierungsergebnisse liefert, wird ein Toleranzbereich eingeführt, innerhalb dessen die entnommene Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit, die aus dem Pulver-Gas-Gemisch mittels der Auskoppeleinrichtung 132 ausgekoppelt wird, in einem vorgegebenen festen Verhältnis zu der geförderten Pulvermenge bzw. Gesamtpulvermenge PM1 des Schwingförderers 120 vorliegen sollte. Es wird also ein Toleranzbereich für das vorgegebene Verhältnis zwischen der entnommenen Pulver- menge PM2 pro Zeiteinheit zu der geförderten Pulvermenge PM1 pro Zeiteinheit des Schwingförderers 120 eingeführt. Der Toleranzbereich kann somit beispielsweise ange- ben, dass das tatsächliche Verhältnis der entnommenen Pulvermenge pro Zeiteinheit zu der geförderten Gesamtpulvermenge pro Zeiteinheit des Schwingförderers 120 um weniger als 20%, 10%, 5%, 2%, 1 % oder 0, 1 % von dem vorgegebenen Verhältnis abweicht oder keine oder nur eine vernachlässigbar kleine Abweichung vorhanden ist. Je niedriger der Toleranzbereich angenommen wird und eingehalten werden kann, umso genauer kann die Steuerungseinrichtung 150 die einstellbare Förderrate des Schwingförderers 120 auf die vorgegebene Zielförderrate einstellen.

Der Toleranzbereich kann beispielsweise sich ändernde Umgebungsparameter, wie Temperatur etc. oder abweichende physikalische Eigenschaften des Pulvers, wie zum Beispiel Größe und/oder Dichte der Pulverpartikel, oder Änderungen (Schwankungen) des Gasdrucks bzw. der Gastemperatur des Fördergases 1 15 oder auch weitere Umgebungsparameter und/oder Einflussgrößen berücksichtigen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Auskoppeleinrichtung 132 ausgebildet, um einen vordefinierten Anteil bzw. das vorgegebene Verhältnis der von dem Schwingförderer 120 an dem Pulverausiass 124 abgegebenen und in der Leitungsanordnung 130 transportierten Pulvermenge PM1 in dem Pulver-Gas-Gemisch 1 16 zu entnehmen. Dabei kann beispielsweise die Auskoppeleinrichtung 132 als Leitungs- bzw. Rohrabschnitt der Leitungsanordnung 130 mit einem Auskoppelpfad 133 versehen sein. Insbesondere kann die Auskoppeleinrichtung 132 entlang der Strömungsrichtung des Pulver-Gas-Gemisches in unterschiedliche Volumenbereiche unterteilt sein, um eine homogene Verteilung des Pulver-Gas-Gemisches in der Auskoppeleinrichtung 132 zu erhalten, um möglichst exakt das vorgegebene Verhältnis zwischen der entnommenen Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit und der geförderten Pulvermenge PM1 des Schwingförderers 120 bzw. der an die Pulververarbeitungseinrichtung 200 zugeführten Pulvermenge PM3 beizubehalten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Auskoppeleinrichtung 132 in Strömungsrichtung des Pulver-Gas-Gemisches einen Einlassbereich, einen Expansionsbereich bzw. Saugbereich, einen Homogenisierungsbereich, einen Auskoppel- bzw. Entnahmebereich und einen Ausgabe- bzw. Komprimierungsbereich aufweisen. Diesbezüglich wird ferner auf die detaillierte Beschreibung Bezug nehmend auf die Figuren 3a-b hingewiesen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Pulvermengenmessanordnung 140 ausgebildet, um basierend auf der entnommenen bzw. ausgekoppelten Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit das Gewicht der ausgekoppelten Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit zu erfassen bzw. zu ermitteln. Basierend auf dem erfassten Gewicht der ausgekoppelten Pulver- menge pro Zeiteinheit kann dann das Pulvermengeninformationssignal S1 von der Pulvermengenmessanordnung 140 an die Steuerungseinrichtung 150 bereitgestellt werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Pulvermengenmessanordnung 140 als eine Wägezelle bzw. Waage ausgebildet sein, um„direkt“ das Gewicht (bzw. die Masse) der ausgekoppelten Pulvermenge pro Zeiteinheit zu erfassen.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Pulvermengenmessanordnung 140 ausgebildet sein, um die Anzahl der ausgekoppelten Pulverteilchen 1 12 optisch zu erfassen und das Pulvermengeninformationssignal S1 mit der Anzahl der ausgekoppelten Pulverteilchen an die Steuerungseinrichtung 150 bereitzustellen.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Pulvermengenmessanordnung 140 ausgebildet sein, um die Anzahl und zum Beispiel die jeweilige Größe oder die durchschnittliche Größe der ausgekoppelten Pulverteilchen 1 12 optisch zu erfassen und das Pulvermengeninformationssignal S1 mit der Anzahl und (jeweiligen oder durchschnittlichen) Größe der ausgekoppelten Pulverteilchen an die Steuerungseinrichtung 150 bereit- zustellen.

Basierend auf der Anzahl und (jeweiligen oder durchschnittlichen) Größe der ausgekoppelten Pulverteilchen kann das Volumen der ausgekoppelten Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit ermittelt werden, wobei basierend auf dem ermittelten Volumen der ausgekoppelten Pulvermenge pro Zeiteinheit und ferner der (z.B. vorgegebenen) Materialdichte der verwendeten Pulverteilchen das Gewicht der ausgekoppelten Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit ermittelt werden kann.

Das Ermitteln bzw. Berechnen des Volumens und/oder des Gewichts der ausgekoppelten Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit kann dabei in der Pulvermengenmessanordnung 140 oder auch in der Steuerungseinrichtung 150 erfolgen.

Bei der optischen Erfassung der ausgekoppelten Pulvermenge PM2 kann das von der Pulvermengenmessanordnung 140 bereitgestellte Pulvermengeninformationssignal S1 zumindest die Anzahl der ausgekoppelten Pulverteilchen umfassen, soweit die durchschnittliche Größe und die durchschnittliche Materialdichte der ausgekoppelten Pulverteilchen bekannt ist und als Information zur Verfügung steht. Somit kann beispielsweise die Pulvermengenmessanordnung 140 oder die Steuerungseinrichtung 150 die Berechnung des Gewichts der ausgekoppelten Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit durchführen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Steuerungseinrichtung 150 ausgebildet, um basierend auf dem Pulvermengeninformationssignal S1 die momentane Förderrate PM1 des Schwingförderers 120 zu ermitteln und bei einer Abweichung der momentanen Förderrate des Schwingförderers 120 von der Zielförderrate dann den Schwingförderer 120 so anzusteuern, um die momentane Förderrate PM1 auf die Zielförderrate PM einzustellen.

Während des Betriebs der Vorrichtung 100 zur Förderung und Dosierung von Pulver 12 kann die Steuerungseinrichtung 150 somit ausgebildet sein, um die momentane, einstellbare Förderrate des Schwingförderers 120 kontinuierlich auf die gewünschte Zielförderrate einzustellen bzw. nachzuführen.

Die Fördereinrichtung 122 des Schwingförderers 120 wird beispielsweise zur Förderung des Pulvers bzw. der Pulverpartikel 1 12 zu einer Schwingungsbewegung senkrecht und parallel zur Förderrichtung angeregt, wobei der Schwingförderer 120 ausgebildet ist, um eine Schwingungsbewegung der Fördereinrichtung 122 mit einer Schwingungsfrequenz von 1 Hz bis 1 kHz oder von 50 Hz bis 300 Hz oder darüber bei einer Schwingweite bzw. Schwingamplitude in einem Bereich von 1 pm bis 1 mm oder von 5 pm bis 200 pm auszuführen, um die einstellbare Förderrate zu erhalten.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Schwingförderer 120 als eine piezoelektrisch oder magnetisch angetriebene Fördereinrichtung 122 ausgebildet sein, d. h. die Schwingungsfrequenz und Schwingweite wird mittels piezoelektrischer und/oder magnetischer Aktoren erhalten.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann nun die Steuerungseinrichtung 150 ausgebildet sein, um basierend auf dem Pulvermengeninformationssignal S1 das Steuersignal S2 an den Schwingförderer 120 zuzuführen, um die Schwingungsbewegung der Fördereinrichtung 122 des Schwingförderers 120 einzustellen und die Zielförderrate zu erhalten.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Pulvervorratsbehälter 1 10 eine Auslasseinrichtung bzw. ein Auslassventil 1 14 zum Bereitstellen des Pulvers an die Fördereinrichtung 122 auf. Dabei hängt beispielsweise die Bereitstellungsrate des Pulvers 1 12 bzw. die Pulvermenge PMO pro Zeiteinheit von dem Pulvervorratsbehälter 110 an die Förderein- richtung 122 des Schwingförderers 120 von dem eingestellten Abstand d1 zwischen dem Auslassende 114-A der Auslasseinrichtung 1 14 und dem Förderoberflächenbereich 122-A der Fördereinrichtung 122 ab.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eine Abstandseinstelleinrichtung (nicht gezeigt in Fig. 1 ) zum Einstellen des Abstands bzw. des Spalts d1 zwischen dem Auslassende 1 14-A der Auslasseinrichtung 1 14 und dem Förderoberflächenbereich 122-A der Förder- einrichtung 122 vorgesehen sein, um beispielsweise eine Vordosierung bzw. Grobdosie- rung der von dem Pulvervorratsbehälter 1 10 an die Fördereinrichtung 122 des Schwingförderers 120 bereitgestellte Pulvermenge PMO vorzusehen.

Wie nun bereits im Vorhergehenden angesprochen wurde, kann die Pulververarbeitungseinrichtung 200, der das Pulver-Gas-Gemisch 1 16 mit der eingestellten Pulvermenge PM3 pro Zeiteinheit zur Verfügung gestellt wird, beispielsweise als eine Plasmabeschichtungsanordnung bzw. eine Plasmadüse zum Plasmaspritzen gemäß DIN 657 ausgebildet sein.

Die Pulverfördereinrichtung 100 ist im Allgemeinen für alle Anwendungen zur dosierten Förderung bzw. Zuführung eines Aerosols zu der Pulververarbeitungseinrichtung 200 anwendbar. Als Aerosol werden beispielsweise in einem Trägergas beförderte Partikel bzw. Feststoffe bezeichnet. Neben Plasmabeschichtungs- bzw. Plasmaspritzanwendungen kann die Pulverfördereinrichtung 100 ferner auch bei Laserauftragsschweißprozessen bzw. Laserplasmabeschichtungsprozessen eingesetzt werden.

Die in Fig. 1 dargestellte Gesamtanordnung 101 zur Herstellung einer Schichtstruktur 270 an einem Oberflächenbereich 262 eines Bauelements 260 kann somit die im Vorhergehenden beschriebene Vorrichtung 100 zur Förderung und Dosierung von Pulver 1 12 sowie eine Plasmabeschichtungsanordnung 200 aufweisen. Die Plasmabeschichtungsanordnung 200 kann beispielsweise eine Plasmaquelle zum Einbringen eines Plasmas in einen Prozessbereich aufweisen, um die bereitgestellten Pulverteilchen in dem Prozessbereich mit dem Plasma zu aktivieren, und kann ferner eine Aufbringungseinrichtung bzw. Auslassdüse zum Aufbringen der aktivierten Pulverteilchen auf dem Oberflächenbereich des Bauelements aufweisen, um die Schichtstruktur auf dem Oberflächenbereich des Bauelements zu erhalten. Diesbezüglich wird auf die nachfolgende Beschreibung im Zusammenhang mit den Fig. 4 und 5a-c verwiesen. Gemäß Ausführungsbeispielen kann das Bauelement 260 auch als ein Mehrschichtele- ment ausgebildet sein, wobei beispielsweise eine Grundierungsschicht an dem Oberflä- chenbereich 262 des Bauelements 260 vorgesehen sein kann. Gemäß Ausführungsbeispielen kann ferner optional eine Deckschicht oder Schutzschicht (nicht gezeigt) auf dem mit dem flächigen Heizelement 300 versehenen Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260 vorgesehen sein (nicht gezeigt), um beispielsweise das flächige Heizelement 300 vor Umgebungseinflüssen zu schützen bzw. einen mechanischen Schutz für das flächige Heizelement 300 bereitzustellen.

Die Fig. 2a-b zeigen eine perspektivische Ansicht und eine Teilschnittansicht einer möglichen Implementierung des Pulvervorratsbehälters 1 10 und des Schwingförderers 120 der Vorrichtung 100 zur Förderung und Dosierung von Pulver 1 12 gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Bezug nehmend auf Fig. 2a und Fig. 2b weist die Vorrichtung 100 zur Zuführung von Pulver 1 12 gemäß der Ausführungsform der Erfindung einen Pulvervorratsbehälter 1 10, einen Schwingförderer 120 mit einer als Förderrinne ausgebildeten Fördereinrichtung 122 sowie ein Gehäuse 123 mit einem Gaseinlass 125 und einem Pulverauslass 124 auf.

Der Pulvervorratsbehälter 1 10 weist einen Hauptkörper 1 10-b auf, der an seinem oberen Ende eine mit einem Deckel 1 10-a verschließbare Nachfüllöffnung aufweist. An seinem unteren Ende weist der Pulvervorratsbehälter 1 10 eine Öffnung auf, durch die im Betrieb der Vorrichtung Pulver aufgrund der Schwerkraft auf ein erstes Ende (in Fig. 2a und Fig. 2b das linke Ende) der Förderfläche 122-A der Förderrinne 122 des Schwingförderers 120 aufgebracht wird. Innerhalb des Pulvervorratsbehälters 1 10 befinden sich in den Figuren nicht dargestellte Leit-/ Zwischenbleche, die den statischen Druck des Pulvers 112 aus dem Pulvervorratsbehälter 1 10 auf die Förderrinne 122 abmildern.

Die Förderrinne 122 des linearen Schwingförderers 120 ist beispielsweise ein längliches Stück Blech mit einer in dessen Mitte ausgebildeten länglichen Rinne. Bei einem vorliegenden Ausführungsbeispiel z.B. die Rinne 6 mm breit, 4 mm hoch und 20 cm lang sein, e nach Pulverart und zu erzielender Förderrate kann die Rinne jedoch auch andere Ab- messungen, insbesondere kleinere Abmessungen von z. B. 0,5 mm Breite, 0, 1 mm Höhe und 5 cm Länge der Rinne besitzen. Der lineare Schwingförderer 120 weist weiter einen z.B. piezoelektrisch oder magnetisch angetriebenen Schwinger auf, mit dem die Förder- rinne 122 des Schwingförderers 120 zur Förderung des Pulvers 1 12 gleichzeitig zu einer Schwingungsbewegung (Vibrationsbewegung) senkrecht und parallel zur Förderrichtung gezwungen werden kann. Dabei sind die senkrechte und die parallele Vibrationsbewegung gleichphasig, wobei die Schwingweite dem Abstand zwischen den beiden Wende- punkten der Vibrationsbewegung entspricht. Die Vibrationsbewegung weist also bezüglich der Förderfläche eine senkrechte sowie auch eine parallele Vibrationskomponente auf.

Im Betrieb ist dabei die Förderfläche 122-A der Förderrinne 1 12, auf der das Pulver 1 12 gefördert wird, im Wesentlichen waagrecht, d. h. senkrecht zur Richtung der Gravitation ausgerichtet. Im Wesentlichen waagrecht schließt dabei Neigungen der Orthogonalen auf die Förderfläche von ±5% oder ±3% zur Richtung der Gravitation mit ein. Im Betrieb der Vorrichtung wird das Pulver auf der Förderfläche in der Förderrinne 122 von dem ersten Ende der Förderrinne 122 zu dem zweiten Ende der Förderrinne 122 gefördert. An dem zweiten Ende der Förderrinne 122 wird das Pulver an den Pulverauslass 124 abgegeben.

Das Gehäuse 123 dichtet den Schwingförderer 120 mit der Förderrinne 122 von der Umgebung z.B. gasdicht ab, wobei in dem Gehäuse eine Einlassöffnung für das Pulver aus dem Pulvervorratsbehälter 1 10, ein Gaseinlass 125 für das Trägergas und ein Pulverauslass 124 zum Abgeben eines Gemisches aus Pulver und T rägergas vorgesehen ist. Der Gaseinlass 125 in dem Gehäuse 123 kann über einen Massenflusswächter an eine Gas- versorgung angeschiossen werden. Mit dem Massenflusswächter wird der Massenfluss des in das Gehäuse eingeleiteten Trägergases geregelt. Das T rägergas kann je nach Anwendung Luft oder ein Inertgas, wie z. B. Stickstoff (N2) oder Argon (Ar), sein. Soll das mit der Vorrichtung zugeführte und dosierte Pulver nicht mit Feuchtigkeit in Kontakt kommen, dann ist die Verwendung von Luft ungeeignet und die Verwendung eines Inertgases ist vorzuziehen. Durch den Pulverauslass wird eine Mischung des Trägergases mit dem durch den Linearförderer dosierten Pulver ausgelassen. Die Dosierung des Pulvers wird jedoch alleine durch die Förderrate des Linearförderers bestimmt. Der Massenfluss des T rägergas bestimmt das Massenverhältnis von T rägergas zu Pulver in dem durch den Pulverauslass abgegebenen Gas-Pulver-Gemisch. Dieses Massenverhältnis kann für ein der Zuführung und Dosierung des Pulvers nachgeschaltetes Verfahren, wie z. B. ein Plasmabeschichtungsverfahren, von Bedeutung sein.

Bei einem Verfahren zur Förderung und Dosierung von feinem Pulver wird die zuvor beschriebene Vorrichtung verwendet. Das mit der Vorrichtung zugeführte und dosierte feine Pulver besitzt eine Korngrößenverteilung mit einem D50-Wert in einem Bereich von 0,1 miti bis 100 mhi. Die Form der Pulverteilchen kann kugelig, sphärisch oder spratzig sein oder die Pulverteilchen können die Form von sogenannten Flakes besitzen. Das Pulver kann aus den unterschiedlichsten Materialien bestehen, insbesondere aus einem Metall, einer Metalllegierung, einem Polymer, Diamanten oder einer Keramik. Die Pulverteilchen können auch aus unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt sein (sogenanntes Compound-Pulver). So können z.B. beschichtete Pulverteilchen mit der Vorrichtung zugeführt und dosiert werden, die aus einem Kern und einer Ummantelung bestehen, wobei der Kern und die Ummantelung aus verschiedenen Materialien sind.

Die mit dem Verfahren erzielten Förderraten liegen bei einem Anwendungsbeispiel in einem Bereich von 0,01 g/min bis 50 g/min. Dabei wurden Trägergas zwischen 10 sccm und 80 slm verwendet. Die Vorrichtung und das Verfahren zur Zuführung und Dosierung von feinen und feinsten Pulvern wird bei einem Ausführungsbeispiel dazu verwendet, das Pulver einem Plasmabrenner zuzuführen. Bei dieser Anwendung ist die genaue Dosierung des zugeführten Pulvers von großer Bedeutung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann jedoch auch zur Zuführung zu anderen Anlagen als zu einem Plasmabrenner verwendet werden.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Förderfläche auf der das Pulver mit dem Schwingförderer gefördert wird, im Wesentlichen waagrecht, d. h. senkrecht zur Gravitationsrichtung, ausgerichtet. Es ist auch eine Förderung des Pulvers mit einer zur Waagrechten geneigten Förderfläche mögliche. Jedoch ist dann die Förderrate deutlich stärker von der Oberflächenrauhigkeit und -Strukturierung sowie der Morphologie der Pulverteilchen (kugelig, sphärische oder spratzige Form oder sogenannte Flakes). Ggf. muss bei einer geneigten Förderfläche eine an die Pulvermorphologie (Pulverteilchenform) angepasste Förderrinne verwendet werden.

Fig. 2c zeigt nun eine Teilschnittansicht einer möglichen Implementierung einer Abstandseinstellung zwischen Auslass 1 14 des Pulvervorratsbehälters 110 und der Fördereinrichtung 122 des Schwingförderers 120 zu Grobdosierung.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eine Abstandseinstelleinrichtung G zum Einstellen des Abstands bzw. des Spalts d1 zwischen dem Auslassende 1 14-A der Auslasseinrichtung 114 und dem Förderoberflächenbereich 122-A der Fördereinrichtung 122 eingestellt werden, um beispielsweise eine Vordosierung bzw. Grobdosierung der von dem Pulvervorratsbehälter 1 10 an die Fördereinrichtung 122 des Schwingförderers 120 bereit- gestellte Pulvermenge PMO vorzusehen. Die Abstandseinstelleinrichtung zum (vertikalen) Einstellen des Abstands bzw. Spalts d1 zwischen dem Auslassende 1 14-A der Auslasseinrichtung 1 14 und dem Förderoberflächenbereich 122-A der Fördereinrichtung 122 kann beispielsweise mittels einer Gewindeanordnung G an der Auslasseinrichtung realisiert werden. Darüber hinaus kann ein Stellmotor (nicht gezeigt in Fig. 2c) an der Auslasseinrichtung 1 14 bzw. an dem Pulvervorratsbehälter 110 vorgesehen sein, um den Abstand d1 einzustellen. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, die Abstandseinstelleinrichtung an der Fördereinrichtung 122 des Schwingförderers 120 mittels einer mechanischen Verstellungseinrichtung bzw. einem Stellmotor zu realisieren.

Abhängig von den Pulvereigenschaften, wie. z. B. Größe, Dichte, etc. der Pulverteilchen 112 kann bei der Vordosierung bzw. Grobdosierung mit eine Abweichung von etwa 10 bis 50% zu der von dem Pulvervorratsbehälter 1 10 an die Fördereinrichtung 122 des Schwingförderers 120 bereitzustellenden Pulvermenge PMO bzw. Zielförderrate erhalten werden. Dadurch kann die von der Steuerungseinrichtung 150 durchzuführende Feineinstellung der Zielförderrate mit einer Genauigkeit von zumindest 80%, 90%, 95%, 98% oder 99% der Zielförderrate unterstützt bzw. vereinfacht werden.

Die Fig. 3a-b zeigen eine schematische Blockdarstellung der Pulvermengenmessanordnung 140 und der zugehörigen Auskoppeleinrichtung 132 in der Leitungsanordnung 130 gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Die Vorrichtung 100 umfasst die Leitungsanordnung 130 zum Befördern des von dem Schwingförderer 120 abgegebenen Pulvers 1 12 in einem Fördergas 1 15 als ein Pulver- Gas-Gemisch 1 16 und zum Zuführen des Pulver-Gas-Gemisches 1 16 zu der Pulververarbeitungseinrichtung 200, die zum Beispiel als eine Plasmabeschichtungsanordnung bzw. Plasmadüse 200 zum Plasmaspritzenausgebildet sein kann. Die Leitungsanordnung 130 umfasst ferner die Auskoppeleinrichtung bzw. den Bypass 132, um einen definierten Anteil bzw. eine definierte Pulvermenge PM2 des Pulvers 1 12 aus dem Pulver-Gas-Gemisch 1 16 auszukoppeln bzw. zu entnehmen.

Die Vorrichtung 100 umfasst ferner die Pulvermengenmessanordnung 140 zum Erfassen der ausgekoppelten Pulvermenge pro Zeiteinheit und zum Bereitstellen des Pulvermengeninformationssignals S1 basierend auf der ausgekoppelten Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit. Die Auskoppeleinrichtung 132 ist nun ausgebildet, so dass die entnommene Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit innerhalb eines Toleranzbereichs ein vorgegebenes Ver- hältnis zu der geförderten Pulvermenge PM1 (Gesamtpulvermenge) des Schwingförderers 120 und damit auch zu der von der Leitungsanordnung 130 an die Pulververarbeitungseinrichtung 200 zugeführte Pulvermenge PM3 (= geförderte Pulvermenge PM1 mi- nus entnommene Pulvermenge PM2) pro Zeiteinheit aufweist.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Pulvermengenmessanordnung 140 ausgebildet, um basierend auf der entnommenen bzw. ausgekoppelten Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit das Gewicht der ausgekoppelten Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit zu erfassen bzw. zu ermitteln. Basierend auf dem erfassten Gewicht der ausgekoppelten Pulvermenge pro Zeiteinheit kann dann das Pulvermengeninformationssignal $1 von der Pulvermengenmessanordnung 140 an die Steuerungseinrichtung 150 bereitgestellt werden.

Wie in Fig. 3a dargestellt, kann die Pulvermengenmessanordnung 140 eine Wägezelle bzw. Waage aufweisen, um„direkt“ das Gewicht (bzw. die Masse) der ausgekoppelten Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit zu erfassen und das Pulvermengeninformationssignal S1 an die Steuerungseinrichtung 150 bereitzustellen.

Wie in Fig. 3a beispielhaft dargestellt ist, wird aus dem Pulver-Gas-Gemisch 1 16 mittels der Auskoppeleinrichtung 132 die Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit ausgekoppelt und beispielsweise einem Pulverlagerbehälter 134 zugeführt, wobei die Mengenänderung der ausgekoppelten Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit in dem Pulverlagerbehälter 134 mit der Wägezelle 136 erfasst und ein entsprechendes Pulvermengeninformationssignal S1 an die Steuerungseinrichtung 150 bereitgestellt wird. Wie in Fig. 3a ferner dargestellt ist, kann der Pulverlagerbehälter ferner eine optionale Auslassleitung 137 zu einem Filterelement 138 aufweisen, der ein definiertes Entweichen des Fördergases 115 vorsieht, um einen konstanten Fördergasdruck in dem System bzw. der Leitungsanordnung 130 beizubehalten.

Wie in Fig. 3a ferner dargestellt ist, kann optional eine Pulverweichenanordnung 160 in Förderrichtung nach der Auskoppeleinrichtung 132 vorgesehen sein. Die optionale Pulverweichenanordnung 160 kann beispielsweise eine Pulverweiche 162, einen weiteren Pulverlagerbehälter 164, eine Austrittsleitung 165, ein Ventil 166 und ein weiteres Fil- terelement 167 aufweisen. Ferner kann eine weitere Wägezelle 168 vorgesehen sein, um die von der Pulverweiche 162 ausgekoppelte Pulvermenge PM3 aufzunehmen und zu speichern bzw. Zwischenspeichern. Ferner kann die weitere optionale Wägezelle 168 vorgesehen sein, die zwischengespeicherte Pulvermenge PM3 pro Zeiteinheit zu erfassen und ein entsprechendes Informationssignal S3 der Pulvermenge PM3 zur Auswertung an die Steuerungseinrichtung 150 bereitzustellen. Die Pulverweiche 162 ist vorgesehen, um in einem ersten Betriebszustand, z. B. einem eingeschalteten Betriebszustand AN ₂ oo der Plasmadüse 200 die Pulvermenge PM3 der Plasmadüse 200 zuzuführen, und in einem zweiten Betriebszustand AUS ₂₀₀ , z. B. in einem Aus-Zustand der Plasmadüse 200, die Pulvermenge PM3 (ausschließlich) in dem weiteren Pulverlagerbehälter 164 zuzuführen. Optional kann die Pulverweichenanordnung 162 auch ausgebildet sein, um die in dem Aus-Zustand abgeführte Pulvermenge PM3 auch in den ersten Pulveraufnahmebehälter 134 zuzuführen, wie dies beispielsweise durch die optionale Verbindungsleitung 163 in Fig. 3a dargestellt ist. Falls die optionale Verbindungsleitung 163 vorgesehen ist kann die Funktion des weiteren Pulverlagerbehälters 164 und der weiteren Wägezelle 168 durch den Pulverlagerbehälter 134 mit der Wägezelle 136 ausgeführt bzw. durch diese Elemente ersetzt werden.

Mit der weiteren optionalen Wägezelle 164 kann nun beispielsweise die Pulvermenge PM3 pro Zeiteinheit während des Aus-Betriebszustands der Plasmadüse 200 ermittelt werden, so dass beispielsweise eine Nachkalibrierung der Pulverauskoppeleinrichtung 132 durchgeführt werden kann, indem die durch die Pulverauskoppeleinrichtung 132 ausgekoppelte Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit mit der ermittelten Pulvermenge PM3 pro Zeiteinheit verglichen wird, so dass exakt das Auskoppelverhältnis der Pulvermengenaus- koppeleinrichtung 132 zwischen der zugeführten Pulvermenge PM1 und der (im Aus- Zustand AUS ₂₀ O) ausgekoppelten Pulvermenge PM3 pro Zeiteinheit exakt bestimmt werden kann und optional eine Nachkalibrierung vorgenommen werden kann.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist also die Pulverweichenanordnung 160 in Strömungsrichtung des Pulver-Gas-Gemisches 1 16 nach der Auskoppeleinrichtung 132 in der Leitungsanordnung 130 angeordnet, wobei die Pulverweichenanordnung 160 ausgebildet ist, um während einer Betriebspause AUS ₂₀₀ der Pulververarbeitungseinrichtung 200 die in der Leitungsanordnung 130 nach der Auskoppeleinrichtung 132 vorhandene Pulvermenge PM3 zu ermitteln und ein weiteres Pulvermengeninformationssignal S3 der Pulvermenge PM3 zur Auswertung an die Steuerungseinrichtung 150 bereitzustellen.

Die Steuerungseinrichtung 150 ist nun beispielsweise ferner ausgebildet ist, um basierend auf dem von der Pulverweichenanordnung 160 bereitgestellten weiteren Pulvermengenin- formationssignal S3 den tatsächlich von der Auskoppeleinrichtung 132 in der Leitungsan- Ordnung 130 entnommenen Anteil PM2 des Pulvers 1 12 aus dem Pulver-Gas-Gemisch 1 16 zu bestimmen bzw. zu kalibrieren.

Basierend auf der anhand von Fig. 3a dargestellten Auskoppeleinrichtung bzw. Bypass 132 zum Auskoppeln eines definierten Anteils bzw. einer definierten Pulvermenge PM2 des Pulvers 1 12 aus den Pulver-Gas-Gemisch 1 16 und der Erfassung der ausgekoppelten Pulvermenge PM2 mittels der Pulvermengenmessanordnung 140 kann eine kontinuierliche Regelung der Austragsrate bzw. Förderrate der Pulvermenge PM3, die der Pulververarbeitungseinrichtung 200 pro Zeiteinheit zugeführt wird, sowohl außerhalb als auch während des tatsächlichen Beschichtungsprozesses durchgeführt werden.

Ferner kann eine Verbesserung der Förderstabilität der zugeführten Pulvermenge PM3 erhalten werden, da eine geringere Feuchtigkeitsaufnahme und eine geringere Alterung des Pulvers aufgrund des Abdichtens des Pulverlagerbehälters während des Beschichtungsprozesses vorgenommen werden kann. Ferner kann gemäß dem vorliegenden Konzept ein sehr hoher Gesamtpulveraustrag bzw. zugeführte Pulvermenge PM3 pro erhalten werden. Ferner können durch die Pulverweichenanordnung 160 Druckschwankungen des Fördergases 1 15 in der Leitungsanordnung 130 vermieden werden. Schließlich können relativ lange Prozesszeiten zur Durchführung der Plasmabeschichtung bzw. des Plasmaspritzens mit der Plasmadüse 200 bis zu einem Nachfüllvorgang des Pulvervorratsbehälters 1 10 durchgeführt werden, da das in dem Pulverlagerbehälter 134 eingebrachte Pulver regelmäßig in den Pulvervorratsbehälter 1 10 zurückgebracht werden kann. Die Prozessdauer ist im Wesentlichen lediglich durch den Wägebereich der Wägezelle 136 der Pulvermengenmessanordnung 140 begrenzt.

Basierend auf der Pulverweichenanordnung 160 mit der Pulverweiche 162 kann beispielsweise in Betriebspausen der Pulververarbeitungseinrichtung 200, d. h. während des zweiten Betriebszustands AUS ₂ oo, die Pulvermenge PM3 pro Zeiteinheit bzw. die gesamte Pulvermenge PM1 als Kombination der Teilpulvermengen PM2 + PM3 (= ausgekoppelte Pulvermenge PM2 + zugeführte Pulvermenge PM3) ermittelt werden. Somit kann exakt das Auskoppelverhältnis der Pulvermengenauskoppeleinrichtung 132 zwischen der zugeführten Pulvermenge PM1 und der tatsächlich ausgekoppelten Pulvermenge PM2 ermittelt werden, so dass beispielsweise eine Startkalibrierung der Fördervorrichtung 100 vor Beginn des Pulververarbeitungsprozesses bzw. in Betriebspausen der Pulververarbeitungseinrichtung 200 eine Nachkalibrierung der Fördermenge des Schwingförderers 120 der Fördervorrichtung 100 durchgeführt werden kann. Insbesondere kann eine Kalibrie- rung der Auskoppeleinrichtung 132 bzw. der ausgekoppelten Pulvermenge PM2 im Verhältnis zur zugeführten Pulvermenge PM1 bzw. zur Pulvermenge PM3 pro Zeiteinheit durchgeführt werden.

Fig. 3b zeigt nun eine beispielhafte Ausgestaltung in Form einer schematischen Darstellung der Auskoppeleinrichtung 132 in der Leitungsanordnung 130 gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Wie in Fig. 3b dargestellt ist, kann die Auskoppeleinrichtung 132 in Strömungsrichtung des Pulver-Gas-Gemisches 1 16 zunächst einen Einlassbereich 132-1 aufweisen, an dem die Pulvermenge PM1 pro Zeiteinheit in die Auskoppeleinrichtung 132 zugeführt wird. Daran anschließend weist die Auskoppeleinrichtung 132 beispielsweise einen Expansi- ons- bzw. Saugbereich 132-2 auf. In Strömungsrichtung anschließend folgt der Homogenisierungsbereich 132-3. Der Expansionsbereich 132-2 und der nachfolgende Homogenisierungsbereich 132-3 sorgen für eine„laminare“ Strömung des Pulver-Gas-Gemisches 1 14 mit der Pulvermenge PM1 vor der Entnahme bzw. Pulverauskopplung. Der Expansionsbereich 132-2 und der nachfolgende Homogenisierungsbereich 132-3 soll insbesondere für eine möglichst vorgebebene (z. B. Gaußverteilung) oder gleichmäßige Verteilung des Pulvers 1 12 über dem Querschnitt (senkrecht zur Strömungsrichtung) der Auskoppeleinrichtung 132 sorgen, so dass ein definierter Anteil PM2 der der Auskoppeleinrichtung 132 zugeführten Pulvermenge PM1 pro Zeiteinheit im Entnahmebereich 132-4 entnommen werden kann. In dem Auskoppelbereich bzw. Entnahmebereich 132-4 wird also dem laminaren Gas-Pulver-Strom 1 16 eine definierte Probe, d. h. die Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit, entnommen und der Pulvermengenmessanordnung 140 (nicht gezeigt in Fig. 3b) zugeführt. Der resultierende Teilstrom des Pulver-Gas-Gemisches 1 16 mit der Pulvermenge PM3 kann dann dem Beschichtungsprozess bzw. der Plasmadüse 200 zum Plasmaspritzen zugeführt werden. Der weitere Gasstrom mit der Pulvermenge PM2 wird dann dem Auswertesystem, d. h. der Pulvermengenmessanordnung 140 zugeführt.

Wie in Fig. 3b dargestellt ist die Auskoppeleinrichtung 132 ausgebildet, um einen vordefinierten Anteil PM2 bzw. das vorgegebene Verhältnis„PM2/PM1 = PM2/(PM2+PM3)“ der von dem Schwingförderer 120 an dem Pulverauslass 124 abgegebenen und in der Leitungsanordnung 130 transportierten Pulvermenge PM1 in dem Pulver-Gas-Gemisch 1 16 zu entnehmen. Dabei kann beispielsweise die Auskoppeleinrichtung 132 als Leitungs- bzw. Rohrabschnitt der Leitungsanordnung 130 mit einem Auskoppelpfad 133 versehen sein. Insbesondere kann die Auskoppeleinrichtung 132 entlang der Strömungsrichtung des Pulver-Gas-Gemisches in unterschiedliche Volumenbereiche unterteilt sein, um eine homogene Verteilung des Pulver-Gas-Gemisches in der Auskoppeleinrichtung 132 zu erhalten, um möglichst exakt das vorgegebene Verhältnis zwischen der entnommenen Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit und der geförderten Pulvermenge PM1 des Schwingförderers bzw. der an die Pulververarbeitungseinrichtung 200 zugeführten Pulvermenge PM3 beizubehalten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Auskoppeleinrichtung 132 in Strömungsrichtung des Pulver-Gas-Gemisches einen Einlassbereich, einen Expansionsbereich, einen Homogenisierungsbereich, einen Auskoppelbereich und einen Ausgabe- bzw. Komprimierungsbereich aufweisen.

Gemäß der in der Leitungsanordnung 130 angeordneten Pulverauskoppeleinrichtung 132 und der nachgeschalteten Pulvermengenmessanordnung 140 kann somit ein kontinuierlicher Gas-Pulver-Strom 1 16 während des Beschichtungsprozesses überwacht und geregelt (gesteuert) werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Pulveraustrag bzw. die Pulvermenge PM3 pro Zeiteinheit der Pulverauskoppeleinrichtung 132 10 bis 90% der zugeführten Pulvermenge PM1 betragen. Die T rägergasgeschwindigkeit kann beispielsweise in einem Bereich von 5-50 m/s liegen. Die Pulvermenge PM3 pro Zeiteinheit kann beispielsweise in einem Bereich von 0, 1 bis 100 g pro Minute liegen. Als Trägergas können im Wesentlichen alle Gase, wie z. B. Argon, Stickstoff, Luft, etc. eingesetzt werden. Das Gasvolumen bzw. der Gasdurchsatz kann beispielsweise in einem Bereich von 0,1 bis 500 Liter pro Minute liegen.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt in Fig. 3a-b) kann die Pulvermengenmessanordnung 140 ausgebildet sein, um die Anzahl der ausgekoppelten Pulverteilchen 1 12 optisch zu erfassen und das Pulvermengeninformationssignal S1 mit der Anzahl der ausgekoppelten Pulverteilchen an die Steuerungseinrichtung 150 bereitzustellen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Pulvermengenmessanordnung 140 ausgebildet sein, um die Anzahl und zum Beispiel die (durchschnittliche) Größe der ausgekoppelten Pulverteilchen 1 12 optisch zu erfassen und das Pulvermengeninformationssignal S1 mit der Anzahl und durchschnittlichen Größe der ausgekoppelten Pulverteilchen an die Steuerungseinrichtung 150 bereitzustellen.

Basierend auf der Anzahl und Größe der ausgekoppelten Pulverteilchen kann das Volumen der ausgekoppelten Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit ermittelt werden, wobei basie- rend auf dem ermittelten Volumen der ausgekoppelten Pulvermenge pro Zeiteinheit und ferner der (z.B. vorgegebenen) Materialdichte der verwendeten Pulverteilchen das Gewicht der ausgekoppelten Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit ermittelt werden kann. Das Ermitteln des Volumens und/oder des Gewichts der ausgekoppelten Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit kann dabei in der Pulvermengenmessanordnung 140 oder auch in der Steuerungseinrichtung 150 erfolgen.

Fig. 4 zeigt in einer schematischen Prinzipdarstellung der Plasmabeschichtungsanord- nung bzw. Plasmadüse 200 zum Plasmaspritzen zur Herstellung einer Schichtstruktur 270 an einem Oberflächenbereich 262 eines Bauelements 260 gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Die Pulverfördereinrichtung 100 von Fig. 1 , 2a-c und 3a-c ist vorgesehen, um die Pulverteilchen 1 12, z. B. aus dem Pulverreservoir 1 10 (nicht gezeigt in Fig. 4) in einem Prozessbereich 206 bereitzustellen bzw. dorthin zu befördern. Ferner ist eine Plasmaquelle 208 vorgesehen, um ein Plasma 210, z. B. in Form eines Plasmastrahls, in den Prozessbereich 206 einzubringen und um die dort bereitgestellten Pulverteilchen 1 12, die den Prozessbereich 206 durchlaufen, mit dem Plasma 210 thermisch zu aktivieren. Durch die „Plasma-Aktivierung“ wird beispielsweise eine Verringerung der Viskosität bzw. eine Änderung des momentanen Aggregatzustands zumindest eines Teils der Pulverteilchen 1 12 bewirkt.

Bei der Plasma-Aktivierung werden die Pulverteilchen 1 12 beispielsweise direkt einer Lichtbogenentladungszone, d.h. einer hochenergetischen Plasmazone, zugeführt, wobei die Pulverteilchen 112 die intensive Plasmaenergie absorbieren kann, was zu einer Verflüssigung (zumindest in einen zähflüssigen Zustand) des Materials der Pulverteilchen 1 12 führt. Es können auch andere Anordnungen zur Erzeugung des thermischen Plasmas eingesetzt werden, wie dies nachfolgend noch erörtert wird.

Die Vorrichtung 200 umfasst ferner optional eine Aufbringeinrichtung 212 (z.B. eine Auslassdüse) zum Aufbringen der aktivierten Pulverteilchen 1 12 auf den Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260, um die die Partikel 112 aufweisende Schichtstruktur 270 auf dem Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260 zu erhalten. Als Aufbringeinrichtung 212 wird der Abschnitt der Vorrichtung 200 angesehen, der den Transfer der aktivierten Pulverteilchen 1 12 von dem Prozessbereich 206 zu dem zu behandelnden Oberflächenbereich 262 bewirkt. Wenn beispielsweise der Prozessbereich 206 in einem (optionalen) Gehäuse 214 angeordnet ist, kann die Aufbringeinrichtung 212 optional als eine Austritts- Öffnung oder auch als eine Düsenanordnung 216 ausgebildet sein, um die aktivierten Pulverteilchen 1 12 in Richtung des zu behandelnden Oberflächenbereichs 262 des Bauelements 260 auszurichten und darauf aufzubringen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 200 zur Herstellung einer Schichtstruktur 270 können im Wesentlichen beliebige Plasmaquellen 208 zum Einbringen des Plasmas 210 in dem Prozessbereich 206 eingesetzt werden. So können beispielsweise auch Atmo- sphärendruck-Plasmaquellen bzw. Normaldruck-Plasmaquellen eingesetzt werden, bei denen der Druck im Prozessbereich 206 ungefähr dem der umgebenden Atmosphäre, d. h. dem sogenannten Normaldruck, entsprechen kann. Vorteilhaft ist dabei, dass Atmosphärendruck-Plasmen kein (abgeschlossenes) Reaktionsgefäß benötigen, das für die Aufrechterhaltung eines zum Atmosphärendruck unterschiedlichen Druckniveaus oder abweichender Gasatmosphären sorgt. Zur Erzeugung des Plasmas können verschiedene Anregungsarten, wie z. B. eine Wechselstromanregung (niederfrequente Wechselströme), anregende Wechselströme im Radiowellen-Bereich (Mikrowellenanregung) oder eine Gleichstromanregung eingesetzt werden. Beispielsweise kann mit einer Hochspannungsentladung (5-15 kV, 10-100 kHz) ein gepulster Lichtbogen erzeugt werden, wobei das Prozessgas an dieser Entladungsstrecke vorbeiströmt, dort angeregt und in den Plasmazustand überführt wird. Dieses Plasma 210 wird in dem Prozessbereich 206 mit den Pul- verteilchen in Kontakt gebracht, so dass die Pulverteilchen durch das Plasma 210 aktiviert werden. Die aktivierten Pulverteilchen 1 12 werden dann aus einer Gehäuseöffnung (z. B. einem Düsenkopf) auf den Oberflächenbereich 262 des zu behandelnden Bauteils 260 geführt.

So kann insbesondere beispielsweise die Schichtstruktur 270 bestehend aus einer Vielzahl von kontrolliert aufgebrachten und verteilten Partikeln oder auch eine gleichmäßige Schichtstruktur 270 (in Form einer Beschichtung) auf der zu behandelnden Oberfläche 262 des Bauelements 260 gebildet werden.

Fig. 5a-c zeigt eine schematische Darstellungen in einer Draufsicht, einer Schnittansicht und einer perspektivischen Darstellung einer aufgebrachten Schichtstruktur 270 an einem Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260 gemäß einem Ausführungsbeispiel.

In diesem Zusammenhang zeigen die Fig. 5a-b in einer schematischen Schnittansicht bzw. Aufsicht einige der kontrolliert aufgebrachten Partikel 1 12 an dem behandelten Oberflächenbereich 262 (in Form eines kleinen Ausschnitts) des zu beschichtenden Bauelements 260. Die Partikel 1 12 können beim Aufbringen bzw. Auftreffen auf den Oberflä- chenbereich 262 des Bauelements 260 beispielsweise unter Einwirkung des Plasmastrahls mit dem Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260 fest bzw. stoffschlüssig verbunden werden bzw. auf demselben aufgeschmolzen werden können, um die Schichtstruktur bzw. Beschichtung 270 auf dem zu behandelnden Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260 zu bilden.

Die Partikel 1 12 (Partikelkerne) weisen beispielsweise einen mittleren Durchmesser von 0, 1 pm bis 100 mhti, 1 pm bis 100 pm oder 20 pm bis 80 pm auf. Der gewünschte mittlere Durchmesser der Partikel 1 12 ergibt sich durch die Vorgabe der gewünschten elektrischen, dielektrischen und/oder mechanischen Eigenschaften der resultierenden Schichtstruktur bzw. Beschichtung 270 auf dem zu behandelnden Oberflächenbereich 262 des Beschichtungsträgers 260.

Das Material der Partikel/Partikelkerne 1 12 kann beispielsweise ein Metall, wie z. B. Kupfer Cu, ein Polymer oder eine Kohlenstoffverbindung aufweisen. So kann das Material der Partikel 112 zur Erzeugung einer durchgehenden (z. B. leitfähigen) Beschichtung beispielsweise Kupfer, Zinn, Nickel, etc. aufweisen.

Die aufgebrachte Schichtstruktur 270 kann beispielsweise nicht durchgehend bzw. nicht kontinuierlich sein, wobei die Partikel 1 12 mit einer Belegung von beispielsweise 5 % bis 50 % (oder beispielweise 2% bis 95%, 3% bis 80% oder 3% bis 30%) des Oberflächenbereichs verteilt auf den behandelnden Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260 angeordnet sind. Diesbezüglich wird auf die Fig. 5a-b verwiesen, die schematische Darstellungen in einer Draufsicht und Schnittansicht (entlang der Schnittlinie AA) einer aufgebrachten Schichtstruktur 270 an dem Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260 zeigen.

Die oben angegebene Belegung bzw. Verteilung ist beispielsweise auf einen (einzelnen) Überfahrvorgang (Behandlungsvorgang) des zu „beschichtenden“ Oberflächenbereichs bezogen. Der Überfahrvorgang des zu„beschichtenden“ Oberflächenbereichs kann auch mehrfach wiederholt werden, um beispielweise die gewünschte resultierende Belegungsdichte (bis zu 100%) des Oberflächenbereichs mit den Pulverteilchen zu erhalten.

Der Schichtwiderstand bzw. Flächenwiderstand der resultierenden, mittels Plasmaspritzen aufgebrachten Schichtstruktur 270 auf dem Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260 ist somit bereichsweise exakt einstellbar. Ferner kann durch einen erhöhten Materialauftrag an leitfähigen Pulverteilchen 1 12 die Leitfähigkeit des plasmabeschichteten Bereichs entsprechend erhöht bzw. entsprechend eingestellt werden. Alternativ kann die aufgebrachte Schichtstruktur auch eine durchgehende Beschichtung 270 auf dem behandelnden Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260 bilden. Diesbezüglich wird auf die Fig. 5c verwiesen, die eine schematische perspektivische Darstellung einer aufgebrachten Beschichtung 270 an dem Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260 beispielhaft zeigt.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann der Überfahrvorgang (Behandlungsvorgang) des zu„beschichtenden“ Oberflächenbereichs solange (mehrfach) wiederholt werden, um beispielsweise eine homogene (i.W. Hohlraum-freie) Schichtstruktur zu erhalten, wobei resultierende Schichtdicken d _s von mehreren pm bis mehreren 100 pm aufgebaut werden können.

Fig. 6a-e zeigen schematische Darstellungen in einer Draufsicht eines flächigen Heizelements 300 in Form einer mittels einer Plasmabeschichtung aufgebrachten, flächigen, elektrisch leitfähigen Widerstandsschichtstrukturen 270-n auf einem Oberflächenbereich 262 eines Bauelements 260 gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das flächige Heizelement 300 ein elektrisches Heizwiderstandselement 270-3 und einen ersten und einen zweiten flächigen, elektrisch leitfähigen Schichtbereich 270-1 , 270-2 auf, wobei zwischen dem ersten und zweiten flächigen, elektrisch leitfähigen Schichtbereich 270-1 , 270-2 das elektrische Heizwiderstandselement 270-3 angeordnet ist. Der erste flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-1 ist als ein erster Kontaktanschlussbereich zumindest bereichsweise an einen ersten Randbereich des elektrischen Heizwiderstandselements 270-2 angeordnet und mit demselben elektrisch und stoffschlüssig verbunden, wobei der zweite, flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-2 als ein zweiter Kontaktanschlussbereich zumindest bereichsweise an einem zweiten Randbereich des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 angeordnet und mit demselben elektrisch und stoffschlüssig verbunden ist, wobei die erste und zweite flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-1 , 270-2 eine zumindest doppelt, zumindest fünffach, zumindest zehnfach oder zumindest hundertfach so hohe Leitfähigkeit wie das elektrische Heizwiderstandselement 270-3 aufweisen.

Der erste flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-1 ist also zumindest bereichsweise oder vollständig mit dem ersten Randbereich des elektrischen Heizwiderstandselements 270-2 übereinanderliegend bzw. überlappend an dem elektrischen Heizwiderstandselement 270-2 angeordnet und mit demselben elektrisch und stoffschlüssig ver- bunden, wobei der zweite, flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-2 als ein zweiter Kontaktanschlussbereich zumindest bereichsweise oder vollständig mit dem zweiten Randbereich des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 übereinanderliegend bzw. überlappend an dem elektrischen Heizwiderstandselement 270-3 angeordnet und mit demselben elektrisch und stoffschlüssig verbunden ist.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind der erste und zweite, flächige elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-1 , 270-2 mittels einer Plasmabeschichtung bzw. mittels Plasmaspritzen auf den Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260 mit dem elektrisch ieitfähigen Heizwiderstandselement 270-3 aufgebracht.

Der als Kontaktanschlussbereich wirksame erste flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-1 kann beispielsweise auch aus mehreren getrennt voneinander angeordneten T eilschichtbereichen ausgebildet sein, soweit die Teilbereiche miteinander elektrisch verbunden sind, d. h. bei einer Bestromung auf dem im Wesentlichen gleichen Potenzial lie- gen. Dies ist gleichermaßen auf den als zweiten Kontaktanschlussbereich wirksamen zweiten flächigen, elektrisch leitfähigen Schichtbereich 270-2 anwendbar.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ferner das elektrische Heizwiderstandselement 270-3 als eine flächige, mittels einer Plasmabeschichtung aufgebrachte Widerstandsstruktur ausgebildet sein.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des flächigen Heizelements 300 kann der erste und zweite, flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-1 , 270-2 mittels einer Plasmabeschichtung oder mittels Plasmaspritzen, wie dies im Vorhergehenden beschrieben wurde, auf den Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260 mit dem elektrischen Heizwiderstandselement 270-3 aufgebracht werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ferner das elektrische Heizwiderstandselement 270-3 als eine flächige, mittels einer Plasmabeschichtung aufgebrachte Widerstandsstruktur gebildet werden.

Bei dem flächigen Heizelement 300 bzw. dessen Herstellungsverfahren kann der Flächenwiderstand der unterschiedlichen Schichtbereiche 270-1 , 270-2, 270-3 definiert eingestellt werden, indem die Konzentration an leitfähigem Material beim Plasmaaufbringen der Schichtbereiche angepasst bzw. exakt dosiert wird. Damit ist insbesondere die als elektrische Heizwiderstandselement ausgebildete flächige Widerstandsstruktur 270-3, die mitels einer Plasmabeschichtung aufgebracht werden kann, an die gewünschte Heizleistung und die dafür erforderliche Leistungseinkopplung anpassbar.

Die Schichtbereiche 270-1 , 270-2 können mit der aufgebrachten Widerstandsschichtstruktur 270-3 verbunden werden, indem die Schichtbereiche 270-1 bzw. 270-2 jeweils mit der aufgebrachten Widerstandsstruktur 270-3 übereinanderliegend angeordnet werden, so dass ein flächiger Übergang zwischen den als Kontaktanschlussbereichen ausgebildeten Schichtbereichen 270-1 bzw. 270-2 und der als elektrisches Heizwiderstandselement aufgebrachte Schichtstruktur 270-3 erhalten wird.

Durch das Plasmaspritzen mitels der Plasmabeschichtungsanordnung bzw. Plasmadüse gemäß dem vorliegenden Konzept kann auch das elektrische Heizwiderstandselement 270-3 als eine flächige, mittels einer Plasmabeschichtung aufgebrachte Widerstandsstruktur auf dem Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260 aufgebracht und stoffschlüssig mit demselben verbunden werden. Dabei können beliebige Strukturen des elektrischen Heizwiderstandselements zwischen den Kontaktabschlussbereichen, z. B. linear, überkreuzend, meanderförmig, etc. erzeugt werden, wobei die resultierende Geometrie der flächigen, leitfähigen Struktur(en) je nach Anwendungsfall entsprechend eingestellt werden kann.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der erste und zweite Kontaktanschlussbereich 270-1 , 270-3 und der flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-3 einstückig mit dem Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260 ausgebildet sein.

Die flächige Widerstandsstruktur 270-3 ist also beispielsweise ausgebildet, um bei einer elektrischen Bestromung als das elektrische Heizelement elektrische Energie in thermische Energie umzuwandeln.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der erste und zweite, flächige Kontaktanschlussbereich 270-1 , 270-2 als eine lötfähige Metallschicht ausgebildet sind. Als Kontaktflächen kann ein hochleitendes Material, z. B. ein Metall oder eine Metalllegierung, als Schichtstruktur auf dem Oberflächenbereich des Bauelements aufgebracht werden, wobei diese hochleitende Kontaktflächenstrukturen für eine Lötmitelverbindung geeignet ausgebildet werden können. Weist die Metallschicht beispielsweise als ein Hauptbestandteil ein Kupfermaterial etc. auf, kann ein übliches Lötmitel zum„Anlöten“ eines Anschlussdrahts an dem jeweiligen, flächigen Kontaktanschlussbereich verwendet werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das flächige Heizelement 300 kachelförmig aus- gebildet sein und mit einer Mehrzahl von benachbart angeordneten, weiteren, flächigen Heizelementen 300 elektrisch in Serie oder parallel verschaltbar sein.

Gemäß Ausführungsbeispielen kann das flächige Heizelement Polygenzug-förmig oder rechteckig ausgebildet sein, wobei der erste und zweite flächige Kontaktanschlussbereich 270-1 , 270-2 an gegenüberliegenden Randbereichen 270-3A, 270-3B des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 ausgebildet sind.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel können in dem Oberflächenbereich 262 des flächigen Bauelements 260 durch das Bauelement durchgängige Perforationen oder Durchgangsöffnungen 272 vorgesehen sind. Die Perforationen 272 können in dem Oberflächenbereich 262 des flächigen Bauelements 260 vorgesehen sind, um eine Luftströmung durch die Perforationen des flächigen Bauelements 260 vorzusehen, und um bei einer Bestro- mung des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 eine Erwärmung der Luftströmung durch das flächige Bauelement 260 zu erhalten.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 einen gleichmäßigen Flächenwiderstand aufweisen, um eine gleichmäßige Heizwirkung an dem Oberflächenbereich 262 des flächigen Bauelements 260 vorzusehen.

Wie in Fig. 6a beispielhaft dargesteilt ist, kann das elektrische Heizwiderstandselement 270-3 bis auf die optionalen Perforationen 272 eine gleichmäßige Schichtverteilung aufweisen, so dass bei einer Bestromung des elektrischen Heizwiderstands 270-3 eine gleichmäßige Erwärmung des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 außerhalb des Überdeckungsbereichs mit den Kontaktanschlussflächen 270-1 , 270-2 erfolgt.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-3 des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 eine vorgegebene Verteilung des Flächenwiderstands an dem Oberflächenbereich 262 des flächigen Bauelements 260 aufweist, um bei einer Bestromung des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 eine bereichsweise unterschiedliche Heizwirkung des flächigen Heizelements an dem Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260 zu erhalten. Anhand der Figuren 6b-e werden nun in Form schematischer Darstellungen in einer Draufsicht einige mögliche geometrische Ausgestaltungen des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 zwischen den beiden Kontaktanschlussflächen 270-1 , 270-2 beispielhaft dargestellt. Die nachfolgende Darstellung von unterschiedlichen geometrischen Ausgestaltungen des elektrischen Heizelements 270-3 ist lediglich als beispielhaft und nicht als abschließend anzusehen, da im Wesentlichen beliebige Ausgestaltungen und nach dem jeweiligen Anwendungsfall angepasste geometrische Ausgestaltungen des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 und der Kontaktbereiche 270-1 , 270-2 eingesetzt werden können.

Wie in Fig. 6b dargestellt ist, kann das elektrische Heizwiderstandselement 270-3 in eine Mehrzahl von zum Beispiel parallel angeordneten Leiterstreifen A, B, C zwischen den beiden Kontaktanschlussflächen 270-1 , 270-2 unterteilt sein. Weisen die linearen Schichtbereiche A, B, C der als elektrisches Heizelement aufgebrachten Schichtstrukturen 270-3 einen gleichen Schichtwiderstand auf, wird bei einer elektrischen Bestromung der Schichtbereiche A, B, C eine im Wesentlichen gleiche Heizwirkung der Streifenstrukturen A, B, C des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 entstehen. Weisen dagegen die unterschiedlichen Leitungselemente des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 unterschiedliche Schichtwiderstände auf, kann bei einer gleichen Bestromung desselben eine unterschiedliche Heizwirkung der flächigen zum Beispiel parallel ausgebildeten Heizleiterstreifen des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 erreicht werden.

Wie in Fig. 6c beispielhaft dargestellt ist, kann das elektrische Heizwiderstandselement 270-3 mäanderförmig zwischen den beiden Kontaktanschlussflächen in Bereichen 270-1 , 270-2 ausgebildet sein.

Wie in Fig. 6d beispielhaft dargestellt ist, kann das elektrische Heizwiderstandselement 270-3 eine Mehrzahl von sich überkreuzenden Leiterbahnstrukturen zwischen den beiden Kontaktanschlussbereichen 270-1 , 270-2 aufweisen, so dass der elektrisch leitfähige Schichtbereich des elektrischen Widerstandselements 270-3 als eine Gitter- bzw. Netzstruktur ausgebildet sein kann. Aufgrund der Vielzahl von Überkreuzungspunkten D der einzelnen Leitungsbereiche kann trotz einer Unterbrechung zum Beispiel eines einzelnen Leitungsbereichs die Funktionalität des gesamten elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 weiterhin beibehalten werden. In Fig. 6e ist nun beispielhaft in einer schematischen Darstellung in einer Draufsicht des flächigen Heizelements 300 ein Ausführungsbeispiel für eine elektrisch leitfähige Widerstandsstruktur 270-3 dargestellt, bei dem die Kontaktanschlussbereiche 270-1 , 270-2 beispielhaft als längliche Bereiche bzw. Inseln innerhalb der Widerstandsstruktur des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3, zum Beispiel an Randbereichen desselben, angeordnet sind. Da die zum Beispiel hochleitfähigen Kontaktflächenstrukturen 270-1 , 270-2 für eine Lötmittelverbindung geeignet ausgebildet sind, können die Kontaktinseln 270-1 , 270-2 beispielweise mittels eines üblichen Lotmaterials direkt mit einem Anschlussdraht (nicht gezeigt in Fig. 6e) zur elektrischen Energieversorgung bzw. Bestromung verbunden werden.

Die Widerstandsstruktur kann beispielsweise als eine mittels Plasmaspritzen aufgebrachte, flächige, elektrisch leitfähige Widerstandsschichtstruktur oder ferner auch als ein leitförmiger Volumenkörper mit im Wesentlichen beliebiger Ausgestaltung aus einem leitfähigen Material ausgebildet sein. Dabei weisen weiterhin der erste und zweite, flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich, die als Kontaktflächenbereich 270-1 , 270-2 wirksam sind, eine zumindest doppelt, zumindest fünffach, zumindest zehnfach oder zumindest 100-fach so hohe Leitfähigkeit wie das Material des elektrischen Widerstandselements 270-3 auf.

Hinsichtlich der anhand der Figuren 6a-e beispielhaft beschriebenen Ausgestaltungen des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 sollte deutlich werden, dass die unterschiedlichen Ausführungsbeispiele lediglich zur Verdeutlichung dargestellt sind, aber keine abschließende Aufzählung der möglichen geometrischen Ausgestaltungen des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 darstellen sollen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das elektrisch Leitwiderstandselement 270-3 auch als ein Heizdraht ausgebildet ist.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das flächige Heizelement 300 als ein Oberflächenbereich einer Innenraumverkleidung eines Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Ferner kann das flächige Heizelement als ein Oberflächenbereich eines Kleidungsstücks ausgebildet ist. Wie bereits im Vorhergehenden angesprochen wurde, kann das beispielsweise mittels plasmainduzierter Schichtaufbringung hergestellte flächige Heizelement bei einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden.

So kann das im Vorhergehende beschriebene flächige Heizelement 300 gemäß Ausführungsbeispielen bei der Beheizung und Belüftung im Kfz-Bereich eingesetzt werden. Ferner kann das flächige Heizelement 300 beispielsweise als eine Sitzheizung in Kraftfahrzeugen, Ski-Liften, Flugzeugen, etc., d. h. bei jeglichen Sitzanordnungen für Personen eingesetzt werden. Ferner kann das flächige Heizelement 300 im Kfz-Bereich ferner beispielsweise als Lenkradheizung, Dachhimmelheizung, Beheizung von Zierleisten bzw. Beheizung von beliebigen Oberflächen im Innenbereich eines Kfz und auch im Kofferraum desselben eingesetzt werden. Ferner ist eine Anwendung des flächigen Heizelements 300 auch als Heizung von Einrichtungsgegenständen denkbar, zum Beispiel als eine Schichtstruktur auf Oberflächen, wie zum Beispiel auf Holz, Furnier, Kunststoff, Metall, Glas, etc. Ferner kann das flächige Heizelement 300 auch in einem Gebäude zum Beispiel als eine„beheizbare Tapete“ eingesetzt werden.

Ferner ist die Anwendung des flächigen Heizelements 300 auch bei Kleidungsstücken denkbar, um Kleidungsstücke zumindest bereichsweise beheizbar zu machen. So kann das flächige Heizelement beispielweise in jeglichen Textilien oder auch in Schuhen bzw. der Schuhsohle angeordnet werden.

Die obigen Darstellungen zeigen nur einen kleinen Überblick über die möglichen Anwendungsgebiete, wobei die obige Aufzählung von Anwendungsgebieten als beispielhaft und nicht als abschließend anzusehen ist, da im Wesentlichen beliebige zusätzliche Anwendungsgebiete für das flächige Heizelement 300 denkbar sind.

Ferner kann das flächige Heizelement 300, bei dem das elektrische Widerstandselement 270-3 in einem Kieidungstück angeordnete Heizdrähte aufweist, äußerst wirksam die flächigen Kontaktanschlussbereiche 270-1 , 270-2 zum elektrischen Kontaktieren der Heizdrähte 270-3 und zum Bereitstellen einer Lötmittelverbindung zum„Anlöten“ eines Anschlussdrahts an dem jeweiligen, flächigen Kontaktanschlussbereich einsetzen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines flächigen Heizelements 300 folgende Schritte: Bereitstellen eines elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 auf einem Oberflächenbereich 262 eines Bauelements 260, und Aufbringen eines ersten und zweiten, flächigen, elektrisch leitfähigen Schichtbereichs 270-1 , 270-2 mittels einer Plasmabeschichtung oder mittels Plasmaspritzen auf einem Oberflächenbereich 262 eines Bauelements 260 mit dem elektrischen Heizwiderstandselement 270-3, wobei zwischen dem ersten und zweiten, flächigen, elektrisch leitfähigen Schichtbereich 270-1 , 270-2 das elektrische Heizwiderstandselement 270-3 angeordnet ist, wobei der erste flächige elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-1 als ein erster Kontaktanschluss- bereich zumindest bereichsweise an einem ersten Randbereich 270-3A des elektrischen Widerstandsheizelements 270-3 angeordnet und mit demselben elektrisch und stoffschlüssig verbunden ist, wobei der zweite, flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-2 als ein zweiter Kontaktanschlussbereich zumindest bereichsweise an einem zweiten Randbereich 270-3B des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 aufgebracht und mit demselben elektrisch und stoffschlüssig verbunden ist, und wobei der erste und zweite, flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-1 , 270-2 eine zumindest doppelt so hohe Leitfähigkeit wie das elektrische Heizwiderstandselement 270-31 aufweisen.

Der erste flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-1 ist also zumindest bereichsweise oder vollständig mit dem ersten Randbereich des elektrischen Heizwiderstandselements 270-2 übereinanderliegend bzw. überlappend an dem elektrischen Heizwiderstandselement 270-2 angeordnet und mit demselben elektrisch und stoffschlüssig verbunden, wobei der zweite, flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-2 als ein zweiter Kontaktanschlussbereich zumindest bereichsweise oder vollständig mit dem zweiten Randbereich des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 übereinanderliegend bzw. überlappend an dem elektrischen Heizwiderstandselement 270-3 angeordnet und mit demselben elektrisch und stoffschlüssig verbunden ist.

Durch die äußerst exakte Dosierung der geforderten Pulvermenge zu der Pulververarbeitungseinrichtung, z. B. zu einer Plasmabeschichtungsanordnung bzw. einer Plasmadüse zum Plasmaspritzen, können im Wesentlichen beliebige Oberflächenstrukturen eines zu Bauelements äußerst gleichmäßig und exakt beschichtet werden, wobei ferner die elektrischen Eigenschaften der aufgebrachten Schichtstrukturen sehr exakt eingestellt und dimensioniert werden können. So können auf einem Oberflächenbereich eines Bauelements zum Beispiel flächige Kontaktbereiche plasmainduziert aufgebracht werden, die mit den Randbereichen eines dazwischen angeordneten, elektrischen (z. B. flächigen) Heizwiderstandselements elektrisch und stoffschlüssig verbunden sein können. Ferner können die aufgebrachten Schichtstrukturen mit dem zu beschichtenden Bauelement stoffschlüssig verbunden bzw. einstückig ausgebildet sein. Durch die bei dem Schwingförderer eingestellte Förderrate, d. h. durch die aufgebrachte Pulvermenge auf den Oberflächenbereich des Bauelements und der daraus resultieren- den Partikelkonzentration, die beispielsweise ein leitfähiges Material aufweisen, kann der Widerstandsbelag bzw. der Schichtwiderstand (reziprok zur Leitfähigkeit) des jeweiligen flächigen, elektrisch leitfähigen Schichtbereichs ausgebildet werden, so dass diese Schichtbereiche als Kontaktanschlussbereiche für das elektrische Heizwiderstandselement ausgebildet sein können. Insbesondere sind die Kontaktanschlussbereiche durch das Plasma-induzierte Schichtaufbringverfahren mit dem Randbereich des elektrischen Heizwiderstandselements sowohl elektrisch als auch stoffschlüssig, d. h. im Wesentlichen unlösbar, verbunden.

Ferner ist es gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel möglich, sowohl für die Kontaktanschlussbereiche und für flächige Widerstandsstruktur, die als elektrisches Heizwiderstandselement zwischen den Kontaktanschlussbereichen ausgebildet ist, unterschiedliche Pulvermaterialien bzw. Schichtmaterialien mit unterschiedlich resultierenden Schichtwiderstandswerten (auch Flächenwiderstandswerten) bei dem Aufbringungsprozess zu verwenden.

Ferner ist es möglich, sowohl für die Kontaktanschlussbereiche als auch für die flächige Widerstandsstruktur das gleiche Pulvermaterial bzw. Schichtmaterial einzusetzen, wobei die Kontaktanschlussbereiche mittels einer Mehrfachbeschichtung oder mittels mehreren Beschichtungsvorgängen eine„dichtere“ oder dickere Beschichtungslage erzeugt werden kann, die gegenüber der flächigen Widerstandsstruktur, die als elektrisches Heizwiderstandselement wirksam ist, eine erheblich höhere, z. B. zumindest um den Faktor zwei, fünf oder zehn höhere, Leitfähigkeit (Flächenleitfähigkeit) aufweist.

Ferner ist es auch möglich, dass die Kontaktanschlussbereiche als längliche Bereiche bzw. Inseln innerhalb der aufgebrachten, flächigen Widerstandsstruktur des elektrischen Heizwiderstandselements z.B. an Randbereichen desselben angeordnet sind.

Durch die flächig bzw. relativ großflächig ausgebildeten Kontaktanschlussbereiche für die als elektrisches Heizelement ausgebildete, flächige Widerstandsstruktur ist es möglich, eine ausreichend hohe Leistung großflächig in die als elektrische Heizwiderstandselement ausgebildete flächige Widerstandsstruktur einzukoppeln, um eine ausreichende Erwär- mung aufgrund der Umwandlung elektrischer Energie in thermische Energie (Wärme) zu erhalten.

Die als Kontaktanschlussbereiche wirksamen elektrisch leitfähigen Schichtbereiche können beispielsweise aufeinanderliegend mit der als elektrisches Heizwiderstandselement wirksamen, flächigen Widerstandsstruktur mittels eines Plasmabeschichtungsvorgangs ausgebildet sein.

Gemäß einem ersten Aspekt kann eine Vorrichtung 100 zur Förderung und Dosierung von Pulver 112 folgende Merkmale aufweisen: einen Pulvervorratsbehälter 110 zum Spei- chern und Bereitstellen von Pulver 112, einen Schwingförderer 120 mit einer Fördereinrichtung 122 mit einer einstellbaren Förderrate zum Abgeben des Pulvers 112 an einen Pulverauslass 124 mit der einstellbaren Förderrate, eine Leitungsanordnung 130 zum Befördern des von dem Schwingförderer 120 abgegebenen Pulvers 112 in einem Fördergas 115 als ein Pulver-Gas-Gemisch 116 und zum Zuführen des Pulver-Gas-Gemisches 116 zu einer Pulververarbeitungseinrichtung 200, wobei eine Auskoppeleinrichtung 132 in der Leitungsanordnung 130 vorgesehen ist, um einen definierten Anteil PM2 des Pulvers 112 aus dem Pulver-Gas-Gemisch 116 zu entnehmen, eine Pulvermengenmessanordnung 140 zum Erfassen der ausgekoppelten Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit und zum Bereitstellen eines Pulvermengeninformationssignals S1 , wobei die entnommene Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit innerhalb eines Toleranzbereichs ein vorgegebenes Verhältnis zu der geförderten Pulvermenge PM1 des Schwingförderers 120 aufweist, und eine Steuerungseinrichtung 150, die ausgebildet ist, um basierend auf dem von der Pulvermengenmessanordnung 140 bereitgestellten Pulvermengeninformationssignal S1 die einstellbare Förderrate des Schwingförderers 120 auf einen vorgegebenen Sollwert einzustellen.

Gemäß einem zweiten Aspekt unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt kann die Auskoppeleinrichtung 132 ausgebildet sein, um einen vorgegebenen Anteil PM2 der von dem Schwingförderer 120 abgegebenen und in der Leitungsanordnung 130 in dem Pulver- Gas-Gemisch 116 transportierten Pulvermenge PM1 zu entnehmen.

Gemäß einem dritten Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des ersten bis zwei- ten Aspekts kann die Auskoppeleinrichtung 132 entlang der Strömungsrichtung des Pulver-Gas-Gemisches 1 16 in unterschiedliche Volumenbereiche 132-1 , .... 132-5 unterteilt sein, um eine homogene Verteilung des Pulver-Gas-Gemisches 1 16 in der Auskoppeleinrichtung 132 zu erhalten.

Gemäß einem vierten Aspekt unter Bezugnahme auf den dritten Aspekt kann die Auskop- peleinrichtung 132 in Strömungsrichtung des Pulver-Gas-Gemisches 116 einen Einlassbereich 132-1 , einen Expansionsbereich 132-2, einen Homogenisierungsbereich 132-3, einen Auskoppelbereich 132-4 und einen Ausgabebereich 132-5 aufweisen.

Gemäß einem fünften Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des ersten bis vierten Aspekts kann die Pulvermengenmessanordnung 140 eine Wägezelle aufweisen, um das Gewicht der ausgekoppelten Pulvermenge PM2 pro Zeiteinheit zu erfassen.

Gemäß einem sechsten Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des ersten bis fünften Aspekts kann die Pulvermengenmessanordnung 140 ausgebildet sein, um die Anzahl und/oder Größe der ausgekoppelten Pulverteilchen optisch zu erfassen.

Gemäß einem siebten Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des ersten bis sechsten Aspekts kann die Steuerungseinrichtung 150 ausgebildet sein, um basierend auf dem Pulvermengeninformationssignal S1 die momentane Förderrate des Schwingförderers 120 zu ermitteln und bei einer Abweichung der momentanen Förderrate des Schwingförderers 120 von dem vorgegebenen Sollwert oder einer Zielförderrate den Schwingförderer 120 anzusteuern, um die Förderrate auf den Sollwert oder die Zielförderrate einzustellen.

Gemäß einem achten Aspekt unter Bezugnahme auf den siebten Aspekt kann die Steuerungseinrichtung 150 ausgebildet sein, um die momentane Förderrate des Schwingförderers 120 kontinuierlich auf die Zielförderrate einzustellen.

Gemäß einem neunten Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des ersten bis achten Aspekts kann die Fördereinrichtung 122 des Schwingförderers zur Förderung des Pulvers 1 12 zu einer Schwingungsbewegung senkrecht und parallel zur Förderrichtung angeregt werden, und der Schwingförderer 120 kann ausgebildet sein, eine Schwingungsbewegung der Fördereinrichtung 122 mit einer Schwingungsfrequenz von 1 bis 1000 Hertz oder von 50 bis 300 Hertz bei einer Schwingweite oder Amplitude in einem Bereich von 1 pm bis 1000 pm oder von 5 pm bis 200 pm auszuführen. Gemäß einem zehnten Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des ersten bis neunten Aspekts kann der Schwingförderer 120 als ein piezoelektrisch oder magnetisch angetriebener Fördereinrichtung 122 ausgebildet sein.

Gemäß einem elften Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des siebten bis zehnten Aspekts kann die Steuerungseinrichtung 150 ausgebildet sein, um basierend auf dem Pulvermengeninformationssignal S1 die Schwingungsbewegung der Förderereinrichtung 122 des Schwingförderers 120 einzustellen, um die Zielförderrate zu erhalten.

Gemäß einem zwölften Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des ersten bis elften Aspekts kann der Pulvervorratsbehälter 110 einen Auslasseinrichtung 114 zum Bereitstellen des Pulvers 112 an die Fördereinrichtung 122 aufweisen, wobei die Vorrichtung ferner folgendes Merkmal aufweisen kann: eine Abstandseinstellungseinrichtung zum Einstellen eines Abstands zwischen einem Auslassende 114-A der Auslasseinrichtung 114 und einen Förderoberflächenbereich 122-A der Fördereinrichtung 122 zum Einstellen einer Vordosierung der von dem Pulvervorratsbehälter 110 an die Fördereinrichtung 122 des Schwingförderers 120 bereitgestellten Pulvermenge RM0.

Gemäß einem dreizehnten Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des ersten bis zwölften Aspekts kann die Vorrichtung 100 ferner folgendes Merkmal aufweisen: eine Pulverweichenanordnung 160 in Strömungsrichtung des Pulver-Gas-Gemisches 116 nach der Auskoppeleinrichtung 132 in der Leitungsanordnung 130, wobei die Pulverweichenanordnung 162 ausgebildet ist, um während einer Betriebspause AUS _2OQ der Pulververar- beitungseinrichtung 200 die in der Leitungsanordnung 130 nach der Auskoppeleinrichtung 132 vorhandene Pulvermenge PM3 zu ermitteln und ein weiteres Pulvermengeninformationssignal S3 der Pulvermenge PM3 zur Auswertung an die Steuerungseinrichtung 150 bereitzustellen.

Gemäß einem vierzehnten Aspekt unter Bezugnahme auf den dreizehnten Aspekt kann die Steuerungseinrichtung 150 ferner ausgebildet sein, um basierend auf dem von der Pulverweichenanordnung 160 bereitgestellten weiteren Pulvermengeninformationssignal S3 den von der Auskoppeleinrichtung 132 in der Leitungsanordnung 130 entnommenen Anteil PM2 des Pulvers 112 aus dem Pulver-Gas-Gemisch 116 zu bestimmen. Gemäß einem fünfzehnten Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des ersten bis vierzehnten Aspekts kann die Pulververarbeitungseinrichtung 200 als eine Plasmaspritzeinrichtung oder Plasmadüse ausgebildet sein.

Gemäß einem sechzehnten Aspekt kann eine Vorrichtung 101 zur Herstellung einer Schichtstruktur 270 an einem Oberflächenbereich 262 eines Bauelements 260 folgende Merkmale aufweisen: eine Vorrichtung 100 zur Förderung und Dosierung von Pulver 112 gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, zum Bereitstellen von Pulverteilchen 112 an eine Plasmaspritzanordnung 200; und eine Plasmaspritzanordnung 200 mit einer Plas- maquelle 208 zum Einbringen eines Plasmas 210 in einem Prozessbereich 206, um die bereitgestellten Pulverteilchen 112 in dem Prozessbereich 206 mit dem Plasma 210 zu aktivieren, und mit einer Aufbringeinrichtung 212 zum Aufbringen der aktivierten Pulverteilchen 112 auf den Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260, um die Schichtstruktur 270 auf dem Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260 zu erhalten.

Gemäß einem siebzehnten Aspekt kann ein Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur 270 an einem Oberflächenbereich 262 eines Bauelements 260 folgende Schritte aufweisen: Bereitstellen von Pulverteilchen in einem Prozessbereich einer Plasmaspritzeinrichtung mit der Vorrichtung 100 zur Förderung und Dosierung von Pulver 112 gemäß einem der Aspekte 1 bis 15, Aktivieren der bereitgestellten Pulverteilchen 112 in einem Prozessbereich 206 einer Plasmaspritzanordnung 200 mit dem Plasma 210 einer Plasmaquelle 208, und Aufbringen der aktivierten Pulverteilchen 112 auf den Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260, um die Schichtstruktur 270 auf dem Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260 zu erhalten.

Gemäß einem achtzehnten Aspekt kann ein flächiges Heizelement 300 folgende Merkmale aufweisen: ein elektrisches Heizwiderstandselement 270-3, und einen ersten und zweiten, flächigen, elektrisch leitfähigen Schichtbereich 270-1 , 270-2, wobei zwischen dem ersten und zweiten, flächigen, elektrisch leitfähigen Schichtbereich 270-1 , 270-2 das elektrische Heizwiderstandselement 270-3 angeordnet ist, wobei der erste flächige elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-1 als ein erster Kontaktanschlussbereich zumindest bereichsweise an einem ersten Randbereich 270-3A des elektrischen Widerstandsheizelements 270-3 angeordnet und mit demselben elektrisch und stoffschlüssig verbunden ist, wobei der zweite, flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-2 als ein zweiter Kontaktanschlussbereich zumindest bereichsweise an einem zweiten Randbereich 270-3B des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 angeordnet und mit demselben elektrisch und stoffschlüssig verbunden ist, und wobei der erste und zweite, flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-1 , 270-2 eine zumindest doppelt so hohe Leitfähigkeit wie das elektrische Heizwiderstandselement 270-3 aufweisen.

Gemäß einem neunzehnten Aspekt unter Bezugnahme auf den achtzehnten Aspekt kön- nen der erste und zweite, flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-1 , 270-2 mittels einer Plasmabeschichtung oder mittels Plasmaspritzen auf einem Oberflächenbereich 262 eines Bauelements 260 mit dem elektrischen Heizwiderstandselement 270-3 aufgebracht sein.

Gemäß einem zwanzigsten Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des achtzehnten bis neunzehnten Aspekts kann das elektrische Heizwiderstandselement 270-3 als eine flächige, mittels Plasmaspritzen aufgebrachte Widerstandsstruktur ausgebildet sein.

Gemäß einem einundzwanzigsten Aspekt unter Bezugnahme auf den zwanzigsten Aspekt können der erste und zweite Kontaktanschlussbereich 270-1 , 270-3 und der flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-3 einstückig mit dem Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260 ausgebildet sein.

Gemäß einem zweiundzwanzigsten Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des zwanzigsten bis einundzwanzigsten Aspekts kann die flächige Widerstandsstruktur 270-3 ausgebildet sein, um bei einer elektrischen Bestromung als das elektrische Heizelement elektrische Energie in thermische Energie umzuwandeln.

Gemäß einem dreiundzwanzigsten Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des achtzehnten bis zweiundzwanzigsten Aspekts können der erste und zweite, flächige Kontaktanschlussbereich 270-1 , 270-2 als eine lötfähige Metallschicht ausgebildet sein.

Gemäß einem vierundzwanzigsten Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des achtzehnten bis dreiundzwanzigsten Aspekts kann das flächige Heizelement 300 kachelförmig ausgebildet sein und mit einer Mehrzahl von benachbart angeordneten, weiteren, flächigen Heizelementen 300 elektrisch in Serie oder parallel verschaltbar sein.

Gemäß einem fünfundzwanzigsten Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des achtzehnten bis vierundzwanzigsten Aspekts kann das flächige Heizelement Polygenzug- förmig oder rechteckig ausgebildet sein, wobei der erste und zweite flächige Kontaktanschlussbereich 270-1 , 270-2 an gegenüberliegenden Randbereichen 270-3A, 270-3B des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 ausgebildet sein können.

Gemäß einem sechsundzwanzigsten Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des achtzehnten bis fünfundzwanzigsten Aspekts können in dem Oberflächenbereich 262 des flächigen Bauelements 260 durch das Bauelement durchgängige Perforationen oder Durchgangsöffnungen 272 vorgesehen sein.

Gemäß einem siebenundzwanzigsten Aspekt unter Bezugnahme auf den sechsundzwanzigsten Aspekt können die Perforationen in dem Oberflächenbereich 262 des flächigen Bauelements 260 vorgesehen sein, um eine Luftströmung durch die Perforationen des flächigen Bauelements 260 vorzusehen, und um bei einer Bestromung des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 eine Erwärmung der Luftströmung durch das flächige Bauelement 260 zu erhalten.

Gemäß einem achtundzwanzigsten Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des achtzehnten bis siebenundzwanzigsten Aspekts kann der flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 einen gleichmäßigen Flächenwiderstand aufweisen, um eine gleichmäßige Heizwirkung an dem Oberflächenbereich 262 des flächigen Bauelements 260 vorzusehen.

Gemäß einem neunundzwanzigsten Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des achtzehnten bis siebenundzwanzigsten Aspekts kann der flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-3 des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 eine vorgegebene Verteilung des Flächenwiderstands an dem Oberflächenbereich 262 des flächigen Bauelements 260 aufweisen, um bei einer Bestromung des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 eine bereichsweise unterschiedliche Heizwirkung des flächigen Heizelements an dem Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260 zu erhalten.

Gemäß einem dreißigsten Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des achtzehnten bis neunundzwanzigsten Aspekts kann das flächige Heizelement als ein Oberflächenbereich einer Innenraumverkleidung eines Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Gemäß einem einunddreißigsten Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des achtzehnten bis neunundzwanzigsten Aspekts kann das flächige Heizelement als ein Oberflächenbereich eines Kleidungsstücks ausgebildet sein.

Gemäß einem zweiunddreißigsten Aspekt unter Bezugnahme auf zumindest einen des achtzehnten bis neunzehnten Aspekts kann das elektrische Leitwiderstandselement 270-3 als ein Heizdraht ausgebildet sein.

Gemäß einem dreiunddreißigsten Aspekt kann ein Verfahren zur Herstellung eines flächigen Heizelements 300 folgende Schritte aufweisen: Bereitstellen eines elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 auf einem Oberflächenbereich 262 eines Bauelements 260, und Aufbringen eines ersten und zweiten, flächigen, elektrisch leitfähigen Schichtbereichs 270-1 , 270-2 mittels einer Plasmabeschichtung oder mittels Plasmaspritzen auf einem Oberflächenbereich 262 eines Bauelements 260 mit dem elektrischen Heizwiderstandselement 270-3, wobei zwischen dem ersten und zweiten, flächigen, elektrisch leitfähigen Schichtbereich 270-1 , 270-2 das elektrische Heizwiderstandselement 270-3 angeordnet ist, wobei der erste flächige elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-1 als ein erster Kontaktanschlussbereich zumindest bereichsweise an einem ersten Randbereich 270-3A des elektrischen Widerstandsheizelements 270-3 angeordnet und mit demselben elektrisch und stoffschlüssig verbunden ist, wobei der zweite, flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-2 als ein zweiter Kontaktanschlussbereich zumindest bereichsweise an einem zweiten Randbereich 270-3B des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 angeordnet und mit demselben elektrisch und stoffschlüssig verbunden ist, und wobei der erste und zweite, flächige, elektrisch leitfähige Schichtbereich 270-1 , 270-2 eine zumindest doppelt so hohe Leitfähigkeit wie das elektrische Heizwiderstandselement 270-3 aufweisen.

Gemäß einem vierunddreißigsten Aspekt unter Bezugnahme auf den dreiunddreißigsten Aspekt kann das Verfahren ferner folgenden Schritt aufweisen: Aufbringen mittels Plasmaspritzen des elektrischen Heizwiderstandselements 270-3 als eine flächige Widerstandsstruktur auf den Oberflächenbereich 262 des Bauelements 260.

Obwohl einige Aspekte der vorliegenden Offenbarung als Merkmale im Zusammenhang einer Vorrichtung beschrieben wurden, ist es klar, dass eine solche Beschreibung ebenfalls als eine Beschreibung entsprechender Verfahrensmerkmale betrachtet werden kann. Obwohl einige Aspekte als Merkmale im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrie- ben wurden, ist klar, dass eine solche Beschreibung auch als eine Beschreibung entsprechender Merkmale einer Vorrichtung bzw. der Funktionalität einer Vorrichtung betrachtet werden können.

In der vorhergehenden detaillierten Beschreibung wurden teilweise verschiedene Merkmale in Beispielen zusammen gruppiert, um die Offenbarung zu rationalisieren. Diese Art der Offenbarung soll nicht als die Absicht interpretiert werden, dass die beanspruchten Beispiele mehr Merkmale aufweisen als ausdrücklich in jedem Anspruch angegeben sind. Vielmehr kann, wie die folgenden Ansprüche wiedergeben, der Gegenstand in weniger als allen Merkmalen eines einzelnen offenbarten Beispiels liegen. Folglich werden die folgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch als ein eigenes separates Beispiel stehen kann. Während jeder Anspruch als ein eigenes separates Beispiel stehen kann, sei angemerkt, dass, obwohl sich abhängige Ansprüche in den Ansprüchen auf eine spezifische Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen zurückbeziehen, andere Beispiele auch eine Kombination von abhängigen Ansprüchen mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen Anspruchs oder einer Kombination jedes Merkmals mit anderen abhängigen oder unabhängigen Ansprüchen umfassen. Solche Kombinationen seien umfasst, es sei denn es ist ausgeführt, dass eine spezifische Kombination nicht beabsichtigt ist. Ferner ist beabsichtigt, dass auch eine Kombination von Merkmalen eines Anspruchs mit jedem anderen unabhängigen Anspruch umfasst ist, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt abhängig von dem unabhängigen Anspruch ist.

Obwohl spezifische Ausführungsbeispiele hierin dargestellt und beschrieben wurden, wird einem Fachmann offensichtlich sein, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder äquivalenten Implementierungen für die spezifischen dort gezeigten und dargestellten Ausführungsbeispiele ersetzt werden können, ohne von dem Gegenstand der vorliegenden Anmeldung abzuweichen. Dieser Anmeldungstext soll alle Adaptionen und Variationen der hierin beschriebenen und erörterten spezifischen Ausführungsbeispiele abdecken. Daher ist der vorliegende Anmeldungsgegenstand lediglich durch den Wortlaut der Ansprüche und den äquivalenten Ausführungsformen derselben begrenzt.