Urteil des BPatG vom 23.05.2007
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BPatG 154
08.05
BUNDESPATENTGERICHT
_______________
(Aktenzeichen)
23. Mai 2007
…
B E S C H L U S S
In der Beschwerdesache
betreffend das Patent 196 42 653
7 W (pat) 37/04
Verkündet am
…
- 2 -
hat der 7. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf
die mündliche Verhandlung vom 23. Mai 2007 unter Mitwirkung …
beschlossen:
Auf die Beschwerde der Patentinhaberin wird der Beschluss der
Patentabteilung 1.13 des Deutschen Patent- und Markenamts vom
7. April 2004 aufgehoben und das Patent DE 196 42 653 mit den
Patentansprüchen 1 bis 9 nach Hauptantrag vom 23. Mai 2007
sowie der Beschreibung und den Zeichnungen Figuren 1 bis 10
gemäß Patentschrift beschränkt aufrechterhalten.
G r ü n d e
I.
Gegen das Patent 196 42 653 mit der Bezeichnung "Verfahren zur Bildung eines
zündfähigen Kraftstoff/Luft-Gemisches", dessen Erteilung am 22. Januar 1998
veröffentlicht wurde, ist von zwei Einsprechenden Einspruch erhoben worden. Die
Einsprüche sind auf die Behauptung gestützt, dass der Gegenstand des Patents
nicht patentfähig sei. Zum Stand der Technik sind folgende Druckschriften ge-
nannt worden:
DE 43 24 642 A1,
DE 195 48 526 A1,
DE 195 04 849 A1,
DE 37 41 622 A1,
DE 29 31 874 C2,
- 3 -
DE 39 36 619 C2,
EP 0 328 602 B1,
WO 96/25596 A1,
US 3 391 680,
MTZ Motortechnische Zeitschrift 56 (1995) Heft 3, Seiten 142 bis
148,
DE 43 32 124 A1,
US 3 194 162.
Die Patentabteilung 13 des Deutschen Patent- und Markenamts hat das Patent
nach Prüfung der Einsprüche mit der Begründung widerrufen, dass sein Gegen-
stand nicht auf einer erfinderischen Tätigkeit beruhe und daher nicht patentfähig
sei.
Gegen diesen Beschluss richtet sich die Beschwerde der Patentinhaberin. Sie hat
mit Schriftsatz vom 20. Februar 2007 Patentansprüche gemäß Hilfsanträgen 1
bis 4 vorgelegt und in der mündlichen Verhandlung Patentansprüche 1 bis 9 ge-
mäß Hauptantrag überreicht. Sie macht geltend, dass der Gegenstand des Pa-
tents in der nunmehr verteidigten Fassung eine patentfähige Erfindung darstelle
und beantragt,
den angefochtenen Beschluss des Patentamts aufzuheben und
das Patent mit den Patentansprüchen 1 bis 9 nach Hauptantrag
vom 23. Mai 2007, hilfsweise mit den Patentansprüchen 1 bis 9
nach Hilfsantrag 1 vom 20. Februar 2007, weiter hilfsweise mit
den Patentansprüchen 1 bis 10 nach Hilfsantrag 2 vom 20. Febru-
ar 2007, weiter hilfsweise mit den Patentansprüchen 1 bis 9 nach
Hilfsantrag 3 vom 20. Februar 2007, ferner hilfsweise mit den Pa-
tentansprüchen 1 bis 8 nach Hilfsantrag 4 vom 20. Februar 2007
sowie im Übrigen jeweils mit der Beschreibung und den Zeichnun-
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gen Figuren 1 bis 10 gemäß Patentschrift beschränkt aufrecht zu
erhalten.
Die Einsprechenden beantragen übereinstimmend,
die Beschwerde zurückzuweisen.
Sie machen weiterhin geltend, dass der Gegenstand des Patents keine patentfä-
hige Erfindung darstelle.
Der Patentanspruch 1 nach Hauptantrag lautet:
"Verfahren zur Bildung eines zündfähigen Kraftstoff/Luft-Gemi-
sches in den Zylindern einer direkteinspritzenden, im Schichtla-
dungsbetrieb arbeitenden Brennkraftmaschine, wobei in jeden von
einem Kolben begrenzten Brennraum mittels eines Injektors bei
Freigabe einer Düsenöffnung durch Abheben eines Ventilgliedes
von einem die Düsenöffnung umfassenden Ventilsitz Kraftstoff
eingespritzt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Öffnungshub des Ventilgliedes und die Einspritzzeit zur
Steuerung der inneren Gemischbildung variabel einstellbar sind,
wobei der Öffnungshub des Ventilgliedes während des Einspritz-
vorganges verstellbar ist und der Injektor den Kraftstoff in einem
sich aufweitenden Kegelstrahl in den Brennraum einspritzt, wobei
der Kegelstrahl im Schichtladungsbetrieb der Brennkraftmaschine
eine kegelförmige, Kraftstoff/Luft-Gemisch führende Gemisch-
wolke mit von der Einstellung des Öffnungshubes des Ventilglie-
des abhängigen Luftverhältnissen sowie Einspritzwinkeln ausbil-
det, in die die Elektroden einer Zündkerze einragen."
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Laut Beschreibung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Verfahren zur Bildung ei-
nes zündfähigen Kraftstoff/Luft-Gemisches in direkt einspritzenden Brennkraft-
maschinen bereitzustellen, welches unter allen Betriebsbedingungen der Brenn-
kraftmaschine die Optimierung der inneren Gemischbildung in jedem Betriebs-
punkt, insbesondere im Schichtladungsbetrieb ermöglicht (Patentschrift Sp. 1
Z. 37 bis 43).
Die Patentansprüche 2 bis 9 gemäß Hauptantrag sind auf Merkmale gerichtet, mit
denen das Verfahren nach Patentanspruch 1 weiter ausgebildet werden soll.
Für den Wortlaut dieser Ansprüche und der Patentansprüche gemäß den Hilfsan-
trägen wird auf den Akteninhalt verwiesen.
II.
1.
Die zulässige Beschwerde ist insoweit begründet, als sie zur beschränkten
Aufrechterhaltung des angefochtenen Patents führt.
2. Die
Patentansprüche
gemäß Hauptantrag sind zulässig. Der Patentan-
spruch 1 geht zurück auf die erteilten Patentansprüche 1, 2, 4 und 5 sowie auf die
Beschreibung, Spalte 1, Zeilen 65 bis 67 der Patentschrift, die an dieser Stelle der
ursprünglich eingereichten Beschreibung entspricht. Die Patentansprüche 2 bis 9
entsprechen den verbleibenden erteilten Unteransprüchen.
3.
Der Gegenstand des Patentanspruchs 1 nach Hauptantrag stellt eine
patentfähige Erfindung im Sinne des Patentgesetzes § 1 bis § 5 dar.
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Als Fachmann ist im vorliegenden Fall ein Ingenieur des Maschinenbaus mit Er-
fahrungen auf dem Gebiet der Otto-Brennkraftmaschinen und deren Brennver-
fahren anzusehen.
Das Verfahren nach Patentanspruch 1 ist gegenüber dem aufgezeigten Stand der
Technik neu.
In der DE 43 24 642 A1 - von dem daraus bekannten Stand der Technik geht das
angefochtene Patent aus - ist ein Verfahren zur Bildung eines zündfähigen Kraft-
stoff/Luft-Gemisches im Zylinder einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung,
die mit Schichtverbrennung (Schichtladung) arbeitet, beschrieben. Der Kraftstoff
wird mittels eines Injektors direkt in einen von einem Kolben begrenzten Brenn-
raum in einem Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt. Solche Injektoren
haben üblicherweise eine Düsenöffnung, die bei Abheben eines Ventilkegels ge-
öffnet wird. Somit ist aus der DE 43 24 642 A1 ein Verfahren mit den im Oberbe-
griff des Patentanspruchs 1 nach Hauptantrag angegebenen Merkmalen bekannt.
Aus der Figur der Entgegenhaltung geht weiter hervor, dass der Kraftstoff in einem
Kegelstrahl in den Brennraum eingespritzt wird. Von einer Veränderbarkeit des
Öffnungshubes des Ventilgliedes des Injektors während des Einspritzvorganges
ist in der Entgegenhaltung jedoch keine Rede.
Auch aus der US 3 391 680 ist ein Verfahren zur Bildung eines zündfähigen Kraft-
stoff/Luftgemisches in einem Zylinder einer im Schichtladungsbetrieb arbeitenden
Brennkraftmaschine bekannt (Sp. 4 Z. 3 bis 20). Dabei wird Kraftstoff mittels eines
piezoelektrischen Elements durch ein federbelastetes, zum Brennraum hin öffnen-
des Ventil in den Brennraum eingespritzt (Fig. 2, Sp. 3 Z. 52 bis 74). Je Arbeitstakt
der Brennkraftmaschine können mehrere Einspritzimpulse eingesetzt werden, wo-
bei die eingespritzte Kraftstoffmenge durch die Spitzenspannung der das piezo-
elektrische Element ansteuernden elektrischen Impulse geregelt wird. Die Angabe,
dass sämtliche Funktionen über weite Bereiche variabel sind (Sp. 4 Z. 3 bis 6) be-
zieht sich offensichtlich auf die in der Druckschrift beschriebenen Einspritzpara-
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meter, z. B. Zahl der Einspritzimpulse, Höhe der Einspritzimpulse, Dauer der Ein-
spritzimpulse und Zeitpunkt der Einspritzung bei verschiedenen Betriebszustän-
den der Brennkraftmaschine. Sie besagt jedoch nicht, dass die Spannung der das
piezoelektrische Element ansteuernden Impulse und damit die beförderte Kraft-
stoffmenge und die Öffnung des Einspritzventils während eines Einspritzvorgan-
ges verstellbar ist. Dafür gibt es in der gesamten Druckschrift keine Anhaltspunkte.
Gegenstand der DE 37 41 622 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Einspritz-
vorrichtung, bei dem die Öffnungszeit eines Einspritzventils und der Hub des Ven-
tilkörpers, d. h. die Dauer und die Höhe der Einspritzimpulse veränderbar sind
(Anspruch 1). Allerdings erfolgt die Einspritzung nicht, wie beim Gegenstand des
angefochtenen Patents, direkt in den Brennraum, sondern in das Ansaugrohr
(Fig. 1 und 8). Die Lehre der Entgegenhaltung geht von dem Problem aus, dass
es sehr schwierig ist, sowohl bei Volllast den großen Kraftstoffbedarf als auch bei
Leerlauf den geringen Kraftstoffbedarf ausschließlich mit einer Zeitsteuerung der
Einspritzung zu verwirklichen (Sp. 2 Z. 10 bis 23). Vor diesem Hintergrund wird
vorgeschlagen, die Menge des eingespritzten Kraftstoffes nicht nur über die Ein-
spritzdauer, sondern auch über den Hub des Ventilkörpers des Einspritzventils zu
bestimmen. Dazu wird entweder bei verschiedenen Betriebszuständen der Brenn-
kraftmaschine und entsprechend unterschiedlichem Kraftstoffbedarf der Ventilkör-
per des Einspritzventils in unterschiedlichen Stufen geöffnet (Anspruch 3, Fig. 5)
oder der Hub wird entsprechend dem Betrieb der Brennkraftmaschine und dem
zugehörigen Kraftstoffbedarf kontinuierlich verändert (Anspruch 6, Fig. 10 b, c, d).
Eine Veränderung des Hubs des Ventilgliedes während eines Einspritzvorganges
d. h. während eines Einspritzimpulses, ist in der Druckschrift nicht offenbart.
Gegenstand der WO 96/25596 A1 ist eine Einrichtung zum Einspritzen von Kraft-
stoff für Brennkraftmaschinen mit einem Einspritzventil, über dessen einstellbaren
Öffnungshub ein variabler Einspritzquerschnitt steuerbar ist (S. 3, insbes. Z. 1
bis 4 und S. 7 Abs. 1). Auch diese Angaben beziehen sich aber offensichtlich auf
die Ansteuerung des Ventils bei unterschiedlichen Betriebszuständen der Brenn-
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kraftmaschine zur Einstellung des daraus resultierenden unterschiedlichen Kraft-
stoffverbrauchs. Dies ergibt sich insbesondere auch aus dem letzten Absatz der
Beschreibung, wonach mit dem vorgeschlagenen System neben einem frei wähl-
baren variablen Spritzbeginn und Spritzende und einem variablen Einspritzdruck
auch ein variabler Einspritzquerschnitt frei über das gesamte Kennfeld der zu ver-
sorgenden Brennkraftmaschine einstellbar ist. Eine Verstellbarkeit des Ventilglie-
des während eines Einspritzvorganges ist somit auch in dieser Druckschrift nicht
offenbart.
Auch die übrigen Druckschriften stehen der Neuheit des Gegenstands des An-
spruchs 1 nach Hauptantrag nicht entgegen. Diese Druckschriften sind im Übrigen
von den Einsprechenden im Hinblick auf die zuletzt verteidigte Fassung des an-
gefochtenen Patents nicht aufgegriffen worden und haben in der mündlichen Ver-
handlung keine Rolle gespielt.
Der Gegenstand des Patentanspruchs nach Hauptantrag, dessen gewerbliche
Anwendbarkeit nicht in Zweifel steht, ist auch das Ergebnis einer erfinderischen
Tätigkeit.
Bei dem Verfahren nach Patentanspruch 1 geht es darum, bei Schichtladungsbe-
trieb, d. h. bei Luftüberschuss im Brennraum, an den Elektroden der Zündkerze
zum Zündzeitpunkt ein zündfähiges Gemisch bereitzustellen, ohne dass die Elek-
troden übermäßig mit Kraftstoff benetzt werden und in der Folge verkoken. Vor
diesem Hintergrund macht die Veränderbarkeit des Öffnungshubs des Ventilglie-
des während des Einspritzvorganges und die dadurch erzielte Aufweitung des
Einspritz-Kegelstrahls Sinn, da erst zum vorgesehenen Zündzeitpunkt ein zündfä-
higes Kraftstoff/Luft-Gemisch in den Bereich der Elektroden der Zündkerze ge-
bracht wird. Eine Anregung für ein solches Vorgehen ergibt sich aus keiner der im
Verfahren befindlichen Druckschriften. Am ehesten kommt die zugrunde liegende
Problematik noch in der DE 43 24 642 A1 zur Sprache. Dort wird jedoch aus-
schließlich eine geeignete Positionierung der Düse des Kraftstoffeinspritzers und
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der Zündkerze im Verhältnis zueinander vorgeschlagen (Sp. 2 Z. 8 bis 14 und An-
spruch 1). Weitergehende Überlegungen in der Richtung, die Form des Einspritz-
strahls während eines Einspritzvorgangs durch Veränderung des Hubs des Ventil-
glieds des Einspritzventils zu verändern, werden dem Fachmann dadurch nicht
nahegelegt. Auch die übrigen Druckschriften führen in dieser Hinsicht nicht weiter,
denn sie beschreiben, wie der Neuheitsvergleich ergeben hat, allenfalls Verfahren,
bei denen die Einspritzcharakteristik bei unterschiedlichen Betriebszuständen
einer Brennkraftmaschine aber nicht innerhalb eines einzelnen Einspritzvorganges
verändert wird.
Der Patentanspruch 1 ist daher gewährbar, das Gleiche gilt für die Patentansprü-
che 2 bis 9, die auf Merkmale gerichtet sind, mit denen das Verfahren nach Pa-
tentanspruch 1 weiter ausgebildet wird.
gez.
Unterschriften