Urteil des BPatG, Az. 20 W (pat) 74/03

BPatG (stand der technik, patentanspruch, fachmann, schwellenwert, betrag, zustand, einstellung, signal, höhe, wert)
BUNDESPATENTGERICHT
20 W (pat) 74/03
_______________
(Aktenzeichen)
Verkündet am
12. November 2007
B E S C H L U S S
In der Beschwerdesache
betreffend das Patent 195 36 199
BPatG 154
08.05
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hat der 20. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf
die mündliche Verhandlung vom 12. November 2007 durch den Vorsitzenden
Richter Dipl.-Phys. Dr. Bastian, den Richter Dipl.-Phys. Dr. Hartung, die Richterin
Martens sowie den Richter Dipl.-Ing. Gottstein
beschlossen:
Die Beschwerde wird zurückgewiesen
G r ü n d e
I.
Im Einspruch ist neben fehlender Patentfähigkeit auch geltend gemacht worden,
das Patent offenbare die Erfindung nicht so deutlich und vollständig, dass ein
Fachmann sie ausführen könne. Das Deutsche Patent- und Markenamt hat das
Patent im vollen Umfang aufrechterhalten.
Der Patentanspruch
1 lautet (mit eingefügten Aufzählungszeichen):
Verfahren zur Einstellung des Schaltpunktes bei einem kapaziti-
ven Füllstandsgrenzschalter mit
a) einer kapazitiven Sonde, die auf der Höhe des zu überwa-
chenden Füllstands so montiert ist, dass sie von dem Füllgut
bedeckt wird, wenn der Füllstand diese Höhe erreicht, wobei
die Sonde im bedeckten Zustand einen größeren Kapazitäts-
wert als im unbedeckten Zustand aufweist,
b) einer Kapazitätsmessschaltung, die die Kapazität der Sonde
misst und ein den Messwert der Kapazität darstellendes Sig-
nal abgibt, und
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c) einem Komparator, der den Kapazitätsmesswert mit einem
den Schaltpunkt bestimmenden einstellbaren Schwellenwert
vergleicht und ein binäres Signal abgibt, dessen Zustand da-
von abhängt, ob der Kapazitätsmesswert über oder unter dem
Schwellenwert liegt, dadurch gekennzeichnet, dass
d) zum Abgleich des Füllstandsgrenzschalters und zur Einstel-
lung des Schaltpunkts der im bestehenden Betriebszustand
verfügbare Kapazitätsmesswert als erster Referenzwert ge-
speichert wird;
e) ein zweiter Referenzwert gespeichert wird, der dadurch gebil-
det wird, dass ein vorbestimmter Betrag zu dem ersten Refe-
renzwert addiert wird, wenn der erste Referenzwert bei unbe-
deckter Sonde erfasst worden ist, bzw. von dem ersten Refe-
renzwert subtrahiert wird, wenn der erste Referenzwert bei be-
deckter Sonde erfasst worden ist;
f) der Schwellenwert nach einer vorgegebenen Funktion aus der
Differenz der beiden gespeicherten Referenzwerte so berech-
net, wird, dass er zwischen den beiden Referenzwerten liegt;
g) im weiteren Betrieb die Kapazitätsmesswerte fortlaufend mit
dem gespeicherten zweiten Referenzwert verglichen werden
und ein Kapazitätsmesswert als neuer zweiter Referenzwert
gespeichert wird, wenn er, falls der erste Referenzwert bei un-
bedeckter Sonde erfasst worden ist, den gespeicherten zwei-
ten Referenzwert um mehr als einen vorbestimmten Betrag
überschreitet oder, falls der erste Referenzwert bei bedeckter
Sonde erfasst worden ist, den gespeicherten zweiten Refe-
renzwert um mehr als einen vorbestimmten Betrag unter-
schreitet;
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h) nach jeder Speicherung eines neuen Referenzwerts der
Schwellenwert nach der vorgegebenen Funktion aus der Diffe-
renz der beiden gespeicherten Referenzwerte neu berechnet
wird.
Folgende Druckschriften sind berücksichtigt worden:
(D1) US
4499767
(D2)
DD 285414 A5 und
(D3)
DE 4006893 A1
Die Beschwerdeführerin hat in der mündlichen Verhandlung ausgeführt, dass mit
dem Verfahren nach dem angegriffenen Patentanspruch 1 eine sinnvolle Einstel-
lung eines Schaltpunktes bei einem kapazitiven Füllstandsgrenzschalter nicht
möglich sei. Ergänzend zu den bereits im Einspruchsverfahren vor dem Patentamt
geäußerten Bedenken hat sie vorgetragen, dass von der Anwenderschaft als Füll-
standsgrenzschalter kapazitive Sonden mit möglichst steilen Kapazitätsände-
rungsgradienten bevorzugt werden, um einen scharf definierten Schaltzeitpunkt zu
erhalten. Ein steiler Kapazitätsänderungsgradient ließe sich auch aus der Tatsa-
che ableiten, dass bei großen Behältnissen die den Kapazitätsänderungsgradien-
ten bestimmenden geometrischen Abmessungen eines Füllstandsgrenzschalters
im Vergleich zu den Füllstandshöhen vernachlässigbar klein seien, so dass sich
die Frage nach einer Optimierung der den Schaltzeitpunkt bestimmenden Schwel-
le gar nicht stelle, zumal auf das Abschaltverhalten der Gesamtanordnung keine
wahrnehmbare Wirkung entfaltet werde. Die Verwendung von Sonden mit flachen
Kapazitätsänderungsgradienten sei somit den realen Verhältnissen nicht ange-
messen.
Selbst für den Fall, dass ein endlicher Kapazitätsänderungsgradient wirksam sei,
verhalte sich der Füllstandsgrenzwertschalter so, dass nach dem Einstellen eines
neuen Schwellwerts, keine Änderung des Schaltzeitpunktes mehr feststellbar sei.
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Zudem enthalte der Patentanspruch 1 aufgrund des verwendeten Begriffs „vorbe-
stimmter Betrag“ eine unklare Bereichsangabe.
Im Ergebnis liege daher mit dem Patentanspruch 1 kein sinnvolles Verfahren für
die Einstellung des Schaltzeitpunkts eines Füllstandsgrenzwertschalters vor, das
Verfahren sei letztendlich unbrauchbar und in der Fachwelt könne folglich auch
kein Bedarf dafür geweckt werden.
Auf einen weiteren Vortrag zu dem im Einspruchsverfahren zusätzlich angeführten
Widerrufsgrund der mangelnden erfinderischen Tätigkeit hat die Beschwerdefüh-
rerin in der mündlichen Verhandlung ausdrücklich verzichtet.
Die Einsprechende und Beschwerdeführerin beantragt,
den angefochtenen Beschluss aufzuheben und das Patent zu wi-
derrufen.
Die Patentinhaberin beantragt,
die Beschwerde zurückzuweisen.
Sie tritt dem Vorbringen der Beschwerdeführerin in jeder Hinsicht entgegen und
verweist auf die Ausführungen zur vollständigen Offenbarung, Ausführbarkeit und
gewerblichen Anwendbarkeit in ihrem Schriftsatz vom 4. April 2005.
Sie habe bereits Messgeräte in den Handel gebracht, in denen das beanspruchte
Verfahren erfolgreich umgesetzt werde. Allein dieser Umstand sei schon als aus-
reichendes Indiz für die Brauchbarkeit des angegriffenen Verfahrens zu werten.
II.
Die zulässige Beschwerde ist nicht begründet.
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1. Der von der Einsprechenden in der mündlichen Verhandlung noch aufrechter-
haltene Einspruchsgrund des § 21 Abs. 1 Nr. 2 PatG führt nicht zum Widerruf
des Patents.
Als Fachmann ist ein Ingenieur der Mess- und Regelungstechnik mit mehrjäh-
riger Erfahrung bei der Entwicklung von kapazitiven Füllstandsmessanordnun-
gen anzusetzen.
Der Patentgegenstand betrifft ein Verfahren zur Einstellung des Schaltpunktes
bei einem kapazitiven Füllstandsgrenzschalter. Mit dem Verfahren nach dem
angegriffenen Patentanspruch 1 soll mit einem einzigen Abgleich auf den ge-
rade verfügbaren Kapazitätswert der Sonde eine automatische Einstellung des
Schwellwerts zur Erzielung eines optimalen Schaltpunkts ermöglicht werden
(vgl. Patentschrift Sp. 2, Z. 21 - 25).
Anhand der in der Beschreibung dargestellten funktionalen Zusammenhänge
ist für den Fachmann erkennbar, dass das beanspruchte Verfahren nach dem
Patentanspruch 1 insbesondere bei kapazitiven Füllstandsgrenzschaltern zur
Anwendung kommen soll, die einen ausgeprägten füllstandshöhenabhängigen
Kapazitätsgradienten aufweisen, der durch die beiden Kapazitätswerte C
min
und C
max
charakterisiert ist. Für den praktischen Einsatz eines Füllstands-
grenzschalters muss eine Schaltschwelle verwendet werden, deren Wert C
s
zwischen den beiden Kapazitätswerten C
min
und C
max
liegt (vgl. Patentschrift,
Sp. 4, Z. 22 - 26), deren Werte bei im Stand der Technik üblicher Vorgehens-
weise wiederum beide bekannt sein müssten, um den Schwellenwert C
s
für
die Ermittlung des optimalen Schaltzeitpunkts bestimmen zu können (vgl. Pa-
tentschrift, Sp. 4, Z. 35 - 37).
Abweichend von diesen Anforderungen wird nun mit dem Patentanspruch 1
dem Anwender ein Verfahren an die Hand gegeben, das mit einem einzigen
Abgleich entweder auf den Wert C
min
bei unbedeckter Sonde oder auf den
Wert C
max
ohne Kenntnis des anderen Kapazi-
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tätswerts
s
zur Erzielung eines optimalen Schaltpunkts
einstellt (vgl. Patentschrift, Sp. 4, Z. 59 - 64).
Nach erfolgtem Abgleich kann dann im laufenden Betrieb der den Schaltpunkt
bestimmende Schwellenwert auf Grund der Kapazitätsmesswerte, die beim
Über- oder Unterschreiten des zu überwachenden Füllstandes erhalten wer-
den, erforderlichenfalls neu berechnet werden und dadurch an die Eigenschaf-
ten der Sonde und des Füllguts optimal angepasst werden (vgl. Patentschrift
Sp. 2, Z. 61 - Sp. 3, Z. 1).
Das patentgemäße Verfahren bietet somit offensichtlich den Vorteil, eine Ein-
stellung des Schaltzeitpunktes eines Füllstandsgrenzschalters bei einem aktu-
ellen beliebigen Füllzustand eines Behälters (vgl. in der Patentschrift den in
der Fig. 1 dargestellten Füllzustand) zu einem beliebigen Zeitpunkt vorzuneh-
men.
Für den Abgleich des Füllstandsgrenzschalters und die Einstellung des Schalt-
punkts ist beim patentgemäßen Verfahren zunächst vorgesehen, den im be-
stehenden Betriebszustand verfügbaren Kapazitätsmesswert, der bei unbe-
deckter oder bedeckter Sonde erfasst wird, als ersten Referenzwert zu spei-
chern (Merkmal d)). Anschließend wird ein zweiter Referenzwert gespeichert,
der dadurch gebildet wird, dass ein vorbestimmter Betrag zu dem ersten Re-
ferenzwert addiert wird, wenn der erste Referenzwert bei unbedeckter Sonde
erfasst worden ist, bzw. von dem ersten Referenzwert subtrahiert wird, wenn
der erste Referenzwert bei bedeckter Sonde erfasst worden ist (Merkmal e)).
Der von der Beschwerdeführerin in diesem Zusammenhang kritisierte Begriff
„vorbestimmter Betrag“ erschließt sich für den Fachmann bei sachgerechter
Auslegung des Offenbarungsgehalts des Streitpatents aus der Erkenntnis,
dass angesichts der systembedingten Vorgabe eines maximalen und minima-
len Kapazitätswertes durch die verwendete Sonde ein Betrag in Frage kom-
men kann, der deutlich kleiner ist als der Betrag, der durch die Differenz der
maximalen und minimalen Kapazitätswerte der Sonde vorgegeben wird, so
dass der resultierende zweite Referenzwert in der Regel wesentlich niedriger
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als der Wert C
max
(Sp. 6, Z. 13) bzw. wesentlich höher als C
min
ist (Sp. 7,
Z. 38, 39).
Aus der Differenz der beiden gespeicherten Referenzwerte wird nach einer
vorgegebenen Funktion der Schwellenwert so berechnet, dass er zwischen
den beiden Referenzwerten liegt (Merkmal f)).
Im weiteren Betrieb werden dann die Kapazitätsmesswerte fortlaufend mit
dem gespeicherten zweiten Referenzwert verglichen und ein Kapazitätsmess-
wert als neuer zweiter Referenzwert gespeichert, wenn er, falls der erste Refe-
renzwert bei unbedeckter Sonde erfasst worden ist, den gespeicherten zwei-
ten Referenzwert um mehr als einen vorbestimmten Betrag überschreitet oder,
falls der erste Referenzwert bei bedeckter Sonde erfasst worden ist, den ge-
speicherten zweiten Referenzwert um mehr als einen vorbestimmten Betrag
unterschreitet (Merkmal g)).
Nach jeder Speicherung eines neuen Referenzwerts wird dann der Schwellen-
wert nach der vorgegebenen Funktion aus der Differenz der beiden gespei-
cherten Referenzwerte neu berechnet (Merkmal h)).
Die Beschwerdeführerin hat im Rahmen des Einspruchsverfahrens zunächst
ausgeführt, dass es nach Freigabe des Betriebs des Füllstandsgrenzschalters
nie zu einer Anpassung des Schwellwerts komme, da immer bei Erreichen des
Schwellwerts eine Abschaltung der Füllgutzuführung erfolge und es dadurch
immer bei dem ursprünglich empirisch eingestellten Schwellwert bleibe.
Diese Annahme der Beschwerdeführerin wird aber den Gegebenheiten bei der
Messung von Füllständen nicht gerecht.
So sind dem mit der Messung von Füllständen befassten Fachmann aus dem
täglichen Umgang mit den zu messenden Medien durchaus Einflüsse auf das
Volumen des Füllguts bekannt, die unabhängig von einer Befüllung oder Ent-
leerung eines Behältnisses zu einer Füllstandsänderung führen können. Stell-
vertretend für verschiedene - auch von der Patentinhaberin genannte - Einflüs-
se sei in diesem Zusammenhang vor allem auf die allgemein bekannten,
durch Temperaturänderungen hervorgerufenen Volumenänderungen flüssiger
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Medien verwiesen. In Kenntnis dieser Eigenschaften liegt es für den Fach-
mann daher auf der Hand, dass nach Erreichen eines Grenzfüllstands eine
Überschreitung desselben durch eine anschließende erhitzungsbedingte Volu-
menzunahme des flüssigen Mediums möglich ist. Damit ergibt sich eine Situa-
tion, bei der das patentgemäße Verfahren mit seinen Merkmalen g) und h)
zum Tragen kommt und einen neuen verbesserten Schwellwert C
s
zur Verfü-
gung stellt.
Gleichzeitig ist damit auch der Nachweis erbracht, dass entgegen der Ansicht
der Beschwerdeführerin der Schwellwert nach dem Abgleich nicht immer auf
dem eingestellten Wert verharrt.
Der Beschwerdeführerin, die in der mündlichen Verhandlung ihren Vortrag auf
die Messproblematik bei hohen Grossbehältern konzentriert hat, ist entgegen-
zuhalten, dass der Einsatz von Füllstandsgrenzschaltern nicht nur auf die
Messung von Füllständen in hohen Großbehältern beschränkt ist. Dem Fach-
mann sind vielmehr auch Messbedingungen bekannt, bei denen die geometri-
schen Abmessungen des Kapazitätssensors gegenüber den Füllstandshöhen
- bspw. bei besonders flachen Behältern - und damit der Kapazitätsände-
rungsgradient wirkungsmäßig nicht mehr vernachlässigbar sind, bzw. gezielt
für die Steuerung des Schaltzeitpunktes eines Füllstandgrenzschalters heran-
gezogen werden können, wie das Streitpatent zeigt.
Die Ausführungen der Beschwerdeführerin können folglich die technische
Brauchbarkeit des angegriffenen Verfahrens nicht in Frage stellen.
Mit den von ihr vorgetragenen Randbedingungen betrachtet sie ausschließlich
Messsituationen, die der Fachmann bei sachgerechter Auslegung des Sinn-
und Offenbarungsgehalts der Patentschrift gar nicht in Erwägung ziehen wür-
de, da sie für ihn erkennbar gerade nicht dem Lösungsansatz des patentge-
mäßen Verfahrens zuzuordnen sind.
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Die von der Beschwerdeführerin entwickelten Spezialfälle können für sich
auch nicht in Anspruch nehmen, repräsentativ für die konstruktive Vielfalt von
Füllstandsmessanordnungen zu sein, die der Fachmann zur Lösung der unter-
schiedlichsten Messprobleme auf dem Gebiet der Füllstandsmessung in Erwä-
gung ziehen muss.
Allein die Tatsache, dass ein beanspruchtes Verfahren bei einem isoliert be-
trachteten Spezialfall nicht die lösungsgemäße Wirkung erzielt, rechtfertigt
nicht den Schluss, dass das Verfahren grundsätzlich unbrauchbar sei, insbe-
sondere dann nicht, wenn bei sachgerechter Auslegung des Inhalts der Pa-
tentschrift durch den einschlägigen Fachmann lösungswirksame Verfahrens-
abläufe abgeleitet werden können.
2. Der im Verfahren vor dem Patentamt zusätzlich geltend gemachte Widerrufs-
grund, dass das Verfahren nach dem Patentanspruch 1 nicht auf einer erfinde-
rischen Tätigkeit beruhe, wurde von der Beschwerdeführerin in der mündli-
chen Verhandlung nicht weiter aufgegriffen.
Die nochmalige Überprüfung der im Einspruchsverfahren entgegengehaltenen
Druckschriften D1 - D3 durch den Senat hat auch keine neuen Anhaltspunkte
ergeben, die dem Fachmann, ausgehend von diesem Stand der Technik ein
Verfahren nach dem strittigen Patentanspruch 1 nahegelegt haben.
Die Druckschrift D1 betrifft eine kapazitive Füllstandsanzeige (level indicator),
die leicht von einer unausgebildeten Person kalibriert werden kann, bzw.
durch einen unausgebildeten Bediener zu einer Neukalibrierung veranlasst
wird (vgl. Sp. 1, Z 21-28). Ein weiteres Ziel der D1 ist es, eine kapazitive Füll-
standsanzeige zur Verfügung zu stellen, die unempfindlich gegenüber Einflüs-
sen des Füllmaterials ist, wie bspw. Änderungen der Leitfähigkeit des Füllma-
terials oder dadurch verursachte Beschichtung des Sensors (vgl. Sp. 1,
Z. 29-35).
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Die Füllstandsanzeige umfasst:
- eine kapazitive Sonde (vgl. probe conductor 18), die auf der Höhe des zu
überwachenden Füllstands so montiert ist, dass sie von dem Füllgut be-
deckt wird, wenn der Füllstand diese Höhe erreicht, wobei die Sonde im be-
deckten Zustand einen größeren Kapazitätswert als im unbedeckten Zu-
stand aufweist (vgl. Sp. 2, Z. 36-43), (Merkmal a)).
- eine Kapazitätsmessschaltung, die die Kapazität der Sonde misst und ein
den Messwert der Kapazität darstellendes Signal abgibt (vgl. die der Son-
de 18 nachgeordnete Schaltung in Verb. mit Sp. 2, Z. 40-43), (Merkmal b)).
Die Anordnung nach der D1 zeigt zwar auch einen Komparator (vgl. 54), der
aber ein von einem Phasendetektor (vgl. 32) kommendes Signal mit einem
Referenzsignal vergleicht, welches über einen variablen Widerstand (vgl. re-
sistor 56) eingestellt wird und werksseitig auf einen Wert gesetzt wird, der in
Verbindung mit den Kapazitätswerten des LC-Kreises (vgl. 14) eine Reso-
nanzbedingung erfüllt, die einen leeren Kessel repräsentiert (vgl. Sp. 5,
Z. 3 - 14). Eine Komparatoranordnung zum direkten Vergleich von Kapazitäts-
messwerten einer kapazitiven Sonde mit einem einstellbaren Schwellwert ist
in der D1 aber nicht vorgesehen (Merkmal c)).
Im Gegensatz zum strittigen Patentanspruch 1 erfolgt bei der Anordnung nach
der D1 auch keine Speicherung eines gemessenen Kapazitätswertes als Re-
ferenzwert (Merkmal d)), keine Erzeugung und Speicherung eines neuen
zweiten Referenzwertes auf Basis des ersten Referenzwertes (Merkmal e))
und keine Bildung eines Schwellwertes aus der Differenz der beiden Refe-
renzwerte (Merkmal f)).
Der Kalibriervorgang erfolgt in der D1 auch nicht dadurch, dass im weiteren
Betrieb die Kapazitätsmesswerte fortlaufend mit dem gespeicherten zweiten
Referenzwert verglichen werden und bei Abweichung um mehr als einen vor-
bestimmten Betrag ein neuer Kalibriervorgang ausgelöst wird, ein dadurch er-
mittelter neuer zweiter Referenzwert gespeichert wird (Merkmal g)) und ein
neuer Schwellwert berechnet wird (Merkmal h)), sondern dadurch, dass eine
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Bedienperson den Kalibriervorgang auslöst, der dann auf der Basis fest vorge-
bender Kapazitätswerte des LC-Kreises (14) (vgl. 46a - 46f in Verb. mit Sp. 3,
Z.
55
-
59) automatisch abläuft (vgl. push-button
40 in Verb. mit Sp.
3,
Z. 6 - 12, Sp. 4, Z. 51 - 53).
Die Druckschrift D2 betrifft eine kapazitive Füllstandsregeleinrichtung zur auto-
matischen Füllstandsregelung mit kapazitiven Messfühlern. Ziel der D2 ist es,
die Funktionssicherheit und Störungsunempfindlichkeit einer kapazitiven Füll-
standsregeleinrichtung zu vervollkommnen (vgl. S. 1 „Ziel der Erfindung“ ff.).
Die Füllstandsregeleinrichtung umfasst:
- eine kapazitive Sonde (vgl. bspw. Messsonde 2), die auf der Höhe des zu
überwachenden Füllstands so montiert ist, dass sie von dem Füllgut be-
deckt wird, wenn der Füllstand diese Höhe erreicht, wobei die Sonde im be-
deckten Zustand einen größeren Kapazitätswert als im unbedeckten Zu-
stand aufweist (vgl. Figur und S. 2, Z. 10 - 12), (Merkmal a)).
-
eine Kapazitätsmessschaltung, die die Kapazität der Sonde misst und ein
den Messwert der Kapazität darstellendes Signal abgibt (Schaltung im An-
schlusskopf 9), (Merkmal b)),
-
einen Komparator (vgl. OV1), der den Kapazitätsmesswert mit einem den
Schaltpunkt bestimmenden Schwellenwert vergleicht und ein Signal ab-
gibt, dessen Zustand davon abhängt, ob der Kapazitätsmesswert über
oder unter dem Schwellenwert liegt, (Merkmal c) teilweise).
Nicht entnehmbar sind der D2 dagegen Maßnahmen zur Optimierung des
Schaltpunktes eines kapazitiven Füllstandsgrenzschalters gemäß den Merk-
malen d) bis h) des angegriffenen Patentanspruchs 1.
Die Druckschrift D3 enthält keine Sachverhalte, die auf eine kapazitive Füll-
standsregelung anwendbar wären.
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Die Vorrichtung nach dem Patentanspruch 8 geht mit ihren funktionalen Merk-
malen konform zum Patentanspruch 1. Es gilt daher das zu diesem Gesagte.
Demnach hatte die Beschwerde der Einsprechenden keinen Erfolg.
Dr. Bastian
Dr. Hartung
Martens
Gottstein
Be