Urteil des BPatG vom 09.05.2007, 7 W (pat) 363/04

Entschieden
09.05.2007
Schlagworte
Stand der technik, Patentanspruch, Patentfähige erfindung, Ausdehnung, Härte, Luft, Einspruch, Behandlung, Eingrenzung, Gehalt
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BUNDESPATENTGERICHT

7 W (pat) 363/04 _______________ Verkündet am 9. Mai 2007

(Aktenzeichen)

BESCHLUSS

In der Einspruchssache

betreffend das Patent 100 59 903

hat der 7. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf

die mündliche Verhandlung vom 9. Mai 2007 unter Mitwirkung

BPatG 154

08.05

beschlossen:

Das Patent wird widerrufen.

Gründe

I

Gegen die am 15. Juli 2004 veröffentlichte Erteilung des Patents 100 59 903 mit

der Bezeichnung „Kolben mit Verschleißschutzschicht“ hat die

A… GmbH in B…

am 14. Oktober 2004 Einspruch erhoben.

Sie macht geltend, dass der Gegenstand des Streitpatents gegenüber dem Stand

der Technik nicht patentfähig sei.

Zum Stand der Technik sind von der Einsprechenden die folgenden Druckschriften

genannt worden:

D1 DE 199 02 864 A1

D2 DE 195 19 535 A1

D3 BARNIKEL, J. ;BERGMANN, H.W., REICHSTEIN, S., Aufbau und Eigenschaften von lasernitrierten Randschichten auf

Aluminiumwerkstoffen, in: HTM, Band 53, Heft 5, S. 337 -

342.

Mit Schriftsatz vom 25. April 2007 hat die Einsprechende ihren Einspruch zurückgenommen.

Die Patentinhaberin widerspricht der Auffassung der Einsprechenden in allen

Punkten und legt in der mündlichen Verhandlung vom 9. Mai 2007 neue Ansprüche 1 bis 7 gemäß Hilfsanträgen 1 bis 5 vor.

Die Patentinhaberin erachtet den Patentgegenstand nach jeder der vorgeschlagenen Fassungen der Patentansprüche nicht durch den entgegengehaltenen Stand

der Technik nahegelegt. Sie beantragt,

das Patent aufrecht zu erhalten in der erteilten Fassung (Hauptantrag),

hilfsweise jeweils mit den Patentansprüchen 1 bis 7 nach Hilfsanträgen 1 bis 5.

Die geltenden Patentansprüche 1 nach Hauptantrag und Hilfsanträgen 1 bis 5

lauten:

Hauptantrag:

Kolben aus einer nitridbildenden Basislegierung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Kolbenschaft und Ringnuten, der

mittels eines Laserstrahls zumindest in Teilbereichen eine Härtung

erfahren hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtung durch

Umsetzung eines Werkstoffes der Basislegierung in einer Stickstoffatmosphäre oder an der Luft erzeugt ist mit einer Härte von

bis zu 1230 HV und einer Dicke von bis zu 100 μm, so dass in den

Teilbereichen fein verteiltes AlN-Dispersoid vorliegt und die

Dispersoide in einer Ausdehnung von bis zu 100 nm homogen

verteilt vorliegen.

Hilfsantrag 1:

Kolben aus einer nitridbildenden, aluminiumhaltigen Basislegierung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Kolbenschaft

und Ringnuten, der mittels eines Laserstrahls zumindest in einer

Ringnut und/oder an dem Kolbenschaft eine Härtung erfahren hat,

dadurch gekennzeichnet, dass die Härtung durch Umsetzung eines Werkstoffes der Basislegierung in einer Stickstoffatmosphäre

oder an der Luft erzeugt ist mit einer Härte von bis zu 1230 HV

und einer Dicke von bis zu 100 μm, so dass in den Teilbereichen

fein verteiltes AlN-Dispersoid vorliegt und die Dispersoide in einer

Ausdehnung von bis zu 100 nm homogen verteilt vorliegen.

Hilfsantrag 2:

Kolben aus einer nitridbildenden, aluminiumhaltigen Basislegierung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Kolbenschaft

und Ringnuten, der mittels eines Laserstrahls zumindest in einer

Ringnut eine Härtung erfahren hat, dadurch gekennzeichnet, dass

die Härtung durch Umsetzung eines Werkstoffes der Basislegierung in einer Stickstoffatmosphäre oder an der Luft erzeugt ist mit

einer Härte von bis zu 1230 HV und einer Dicke von bis zu

100 μm, so dass in den Teilbereichen fein verteiltes AlN-Dispersoid vorliegt und die Dispersoide in einer Ausdehnung von bis zu

100 nm homogen verteilt vorliegen.

Hilfsantrag 3:

Kolben aus einer nitridbildenden, aluminiumhaltigen Basislegierung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Kolbenschaft

und Ringnuten, der mittels eines Laserstrahls zumindest in einer

Ringnut, ausschließlich an den Flanken, eine Härtung erfahren

hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtung durch Umsetzung

eines Werkstoffes der Basislegierung in einer Stickstoffatmosphäre oder an der Luft erzeugt ist mit einer Härte von bis zu

1230 HV und einer Dicke von bis zu 100 μm, so dass in den Teilbereichen fein verteiltes AlN-Dispersoid vorliegt und die Dispersoide in einer Ausdehnung von bis zu 100 nm homogen verteilt

vorliegen.

Hilfsantrag 4:

Kolben aus einer nitridbildenden, aluminiumhaltigen Basislegierung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Kolbenschaft

und Ringnuten, der mittels eines Laserstrahls zumindest in einer

Ringnut, ausschließlich an den Flanken, eine Härtung erfahren

hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtung durch Umsetzung

eines Werkstoffes der Basislegierung in einer Stickstoffatmosphäre oder an der Luft erzeugt ist mit einer Härte von bis zu

1230 HV und einer Dicke von bis zu 100 μm, so dass in den Teilbereichen fein verteiltes AlN-Dispersoid vorliegt und die Dispersoide in einer Ausdehnung von bis zu 100 nm homogen verteilt

vorliegen, und dass Si-Partikel mit einem Dentritenarmabstand

unter 200 nm vorliegen.

Hilfsantrag 5:

Kolben aus einer nitridbildenden, aluminiumhaltigen Basislegierung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Kolbenschaft

und Ringnuten, der mittels eines Laserstrahls zumindest in einer

Ringnut, ausschließlich an den Flanken, eine Härtung erfahren

hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtung durch Umsetzung

eines Werkstoffes der Basislegierung in einer Stickstoffatmosphäre oder an der Luft erzeugt ist mit einer Härte von bis zu

1230 HV und einer Dicke von bis zu 100 μm, so dass in den Teilbereichen fein verteiltes AlN-Dispersoid vorliegt und die Dispersoide in einer Ausdehnung von bis zu 100 nm homogen verteilt

vorliegen, und dass Si-Partikel mit einer Kristallitgröße von weniger als 1 mm und einem Dentritenarmabstand unter 200 nm vorliegen.

Weiterbildungen dieser Vorrichtung sind in den erteilten Patentansprüchen 2 bis 8

(Hauptantrag) bzw. in den Patentansprüchen 2 - 7 (Hilfsanträge) angegeben. Zum

Wortlaut dieser Ansprüche wird auf die Akte verwiesen.

Gemäß Abs. [0009] der Streitpatentschrift liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Kolben dahingehend zu optimieren, dass seine Verschleißeigenschaften wesentlich verbessert werden.

II

1.Der Einspruch ist durch das PatG § 147 Abs. 3 Satz 1 Ziff. 1 in der Fassung

des Kostenbereinigungsgesetzes Art. 7 Nr. 37 vom 13. Dezember 2001, geändert

durch das Gesetz zur Änderung des Patentgesetzes und anderer Vorschriften des

gewerblichen Rechtsschutzes Art. 1 Nr. 2 vom 9. Dezember 2004 dem Beschwerdesenat des Bundespatentgerichts zur Entscheidung zugewiesen.

2.Der frist- und formgerecht erhobene Einspruch ist zulässig. Er hat in der Sache auch Erfolg.

Der Gegenstand des angefochtenen Patents stellt in keiner der nach Hauptantrag

oder Hilfsanträgen 1 bis 5 geltenden Fassungen der Patentansprüche eine patentfähige Erfindung i. S. d. PatG §§ 1 bis 5 dar.

Als hier zuständiger Fachmann ist ein Maschinenbauingenieur mit langjähriger

Erfahrung bei der Konstruktion von Kolben für Brennkraftmaschinen anzusehen,

der über vertiefte kolbenspezifische Werkstoffkenntnisse verfügt. Dieser Fachmann liest insbesondere auch Fachzeitschriften zu den genannten Fachrichtungen, deren Inhalt ihn fachlich in Hinblick auf seine Tätigkeit informieren und weiterbilden.

2.1Zum Hauptantrag:

Der Gegenstand des Patentanspruchs 1 nach Hauptantrag mag neu sein, er beruht jedoch nicht auf einer erfinderischen Tätigkeit.

Der Fachzeitschriftartikel der D3 betrifft den Aufbau und die Eigenschaften von

lasernitrierten Randschichten auf Aluminiumwerkstoffen. Sein Inhalt richtet sich an

ein Fachpublikum, insbesondere an Ingenieure im Bereich der Automobilindustrie

(s. insbes. 1. Abs.). Diesem Artikel wird der hier zuständige Fachmann seine Aufmerksamkeit schon allein deshalb zuwenden, da er aus seiner täglichen Praxis

Aluminiumwerkstoffe für den Brennkraftmaschinenbau, insbesondere für die einzelnen Komponenten Zylinderblock, Zylinderkopf und Kolben, kennt und bereits im

ersten Absatz der D3 durch den Hinweis auf die in dem Artikel behandelte Verschleißproblematik von Aluminiumlegierungen neue Erkenntnisse erwarten kann.

Unbestritten entnimmt der Fachmann diesem Artikel (S. 337, linke Spalte, letzter

Absatz, rechte Spalte, 2. und 3. Absatz, S. 338, rechte Spalte, 2. Absatz, im Mittelbereich) die im kennzeichnenden Teil des erteilten Patentanspruchs 1 genannten Merkmale, wonach die Härtung durch Umsetzung eines Werkstoffes der Basislegierung, in der D3 entweder Reinaluminium oder eine Aluminiumlegierung, in

einer Stickstoffatmosphäre oder an der Luft erzeugt ist, wobei durch Nitrierung

eine Härte von bis zu 1230 HV erreichbar ist. Ferner erzeugt die mit dieser Behandlung erreichte Härtung eine Schichtdicke, dargestellt in Bild 4 für den Werkstoff AlSi10, von ca. 10 μm und liegt damit im beanspruchten Bereich von bis zu

100 μm. Außerdem liegt in der Härteschicht fein verteiltes AlN-Dispersoid in einer

Ausdehnung von bis zu 100 nm homogen verteilt vor (vgl. auch Bild 2).

Auch weitere, im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannte Merkmale des

Streitpatents sind bereits in der D3 offenbart, nämlich dass die Härtung an einer

nitridbildenden Basislegierung durch einen Laserstrahl durchgeführt wird (S. 337,

rechte Spalte, 2. und 3. Abs.). Darüber hinaus ergeben sich für den Fachmann

nicht nur Hinweise darauf, die in der D3 offenbarte Härtungsmethode ausschließlich im Bereich der Zylinderlaufflächen von Brennkraftmaschinen anzuwenden,

weil nur hierzu beispielhaft Verschleißversuche erläutert werden, sondern er entnimmt auf S. 339 im letzten Satz des 2. Absatzes der linken Spalte den konkreten

Hinweis darauf, dass das in der D3 dargestellte Härteverfahren auch für die Behandlung der meisten AlSi-Kolbenlegierungen geeignet ist. Wenn die in der D3

offenbarte Behandlung für Kolbenwerkstoffe geeignet ist, dann ist, entgegen der

Auffassung der Patentinhaberin, damit zu verbinden, dass dies dann auch für die

daraus gefertigten Kolben mit einem Kolbenschaft und Ringnuten einer Verbrennungskraftmaschine selbst gilt. Dem steht nicht entgegen, dass in der D3 bei der

Darstellung der Verschleißerprobung an Zylinderlaufflächen primär Gleitreibung

zwischen dem Kolbenring und der Zylinderbohrung vorliegt und dies für eine andere Belastungsart sorgt als die Wechselbelastung z. B. an einer Kolbennut durch

einen Kolbenring. Denn diese Wechselbelastung begünstigt ebenfalls Verschleiß,

den zu mindern stete Aufgabe des Fachmanns ist.

Der zuständige Fachmann muss somit keinerlei Hindernisse oder gedankliche

Sperren überwinden, um vom Gegenstand der D3 mit der darin angesprochenen

Eignung der Härtebehandlung für Kolbenwerkstoffe zu der im Streitpatentge-

genstand beanspruchten Härtebehandlung des Kolbens selbst zu gelangen. Eine

erfinderische Tätigkeit ist dazu jedenfalls nicht erforderlich.

Da der Gegenstand des geltenden Patentanspruchs 1 nicht patentfähig ist, kann

der Hauptantrag insgesamt keinen Erfolg haben.

2.2Zum Hilfsantrag 1:

Der Patentanspruch 1 nach Hilfsantrag 1 weist neben den Merkmalen des Anspruchs 1 nach Hauptantrag zusätzlich die beschränkenden Merkmale auf, dass

die Basislegierung aluminiumhaltig ist und die Härtung auf die Ringnuten und/oder

den Kolbenschaft gerichtet ist.

Der Patentanspruch 1 gemäß Hilfsantrag 1 ist zulässig, da sein Gegenstand in der

Patentschrift in den Patentansprüchen 1 bis 3 erkannt werden kann.

Der Gegenstand des Patentanspruchs 1 nach Hilfsantrag 1 ist jedoch nicht patentfähig, da er nicht auf erfinderischer Tätigkeit beruht.

Das erstgenannte Merkmal (aluminiumhaltige Basislegierung) ist, wie bereits oben

dargelegt aus der D3 bekannt (z. B. S. 337, rechte Spalte letzter Abs.). Der zuständige Fachmann wird eine Härtungsbehandlung bevorzugt auf Konstruktionsbereiche beschränken, die hoch belastet sind bzw. die einem hohen Verschleiß

unterworfen sind und davon nicht betroffene Bereich aussparen, um zu einem

ökonomisch sinnvollem Ergebnis zu gelangen. Neben anderen Bereichen (Kolbenaugen) zählen bei einem Kolben bekanntermaßen die Ringnuten und der Kolbenschaft zu den thermisch wie auch insbesondere mechanisch hoch belasteten

Bereichen. Die Härtung auf diese im Patentanspruch 1 herausgestellten Bereiche

zu konzentrieren ist deshalb nahe liegend und verlangt keine erfinderische Überlegungen.

Dem Hilfsantrag 1 konnte damit nicht stattgegeben werden.

2.3Zum Hilfsantrag 2:

Der Patentanspruch 1 nach Hilfsantrag 2 weist gegenüber den Merkmalen des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 1 eine weitere Einschränkung der Härtung auf nur den

Bereich der Ringnuten auf.

Der Patentanspruch 1 gemäß Hilfsantrag 2 ist zulässig, da sein Gegenstand in der

Patentschrift im Patentanspruch 2 erkannt werden kann.

Der Gegenstand des Patentanspruchs 1 nach Hilfsantrag 2 ist ebenfalls mangels

erfinderischer Tätigkeit nicht patentfähig.

Die zum Patentanspruch 1 gemäß Hilfsantrag 1 getroffenen Feststellungen sind

auch für den des Hilfsantrages 2 zutreffend, da lediglich ein engerer Behandlungsbereich am Kolben für die Härtung hervorgehoben wird. Auch hierfür ist

keine erfinderische Tätigkeit erforderlich.

Dem Hilfsantrag 2 konnte danach ebenfalls nicht stattgegeben werden.

2.4Zum Hilfsantrag 3:

Der Patentanspruch 1 nach Hilfsantrag 3 weist gegenüber den Merkmalen des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 2 eine noch weitere Einschränkung der Härtung auf die

Flanken der Ringnuten auf.

Der Patentanspruch 1 gemäß Hilfsantrag 3 ist zulässig, da sein Gegenstand in der

Patentschrift im Patentanspruch 2 offenbart ist.

Der Gegenstand des Patentanspruchs 1 nach Hilfsantrag 3 ist ebenfalls mangels

erfinderischer Tätigkeit nicht patentfähig.

Die zum Patentanspruch 1 gemäß Hilfsantrag 1 und Hilfsantrag 2 getroffenen

Feststellungen sind auch für den des Hilfsantrages 2 zutreffend, da lediglich ein

noch engerer Behandlungsbereich am Kolben für die Härtung hervorgehoben

wird. Der zuständige Fachmann kennt die Problemzonen an Kolben, die einem

hohen mechanischen Verschleiß unterworfen sind. Die Kolbennuten gehören

dazu, da sie durch die schlagende Wechselbelastung durch die Kolbenringe beansprucht werden. Dabei ist auch bekannt, dass der Kolbennutgrund nur in geringem Maße in Kontakt mit den Kolbenringen kommt und deshalb nur geringer mechanischer Belastung unterworfen ist, während die Hauptbelastung an den Nutflanken auftritt. Damit ergibt sich schon aus der Betrachtung der Belastungsbereiche des Kolbens eine Eingrenzung und Focussierung auf die Ringnutflanken für

eine Härtebehandlung, was auch in der Streitpatentschrift in den Abs. [0006] und

[0008] anklingt. Die in der D3 offenbarte Härtungsbehandlung wird dort in der Tabelle 2 auf S. 342 als sehr gut für lokale Anwendungen charakterisiert, so dass

auch diesbezüglich der Fachmann keinerlei Hindernisse zu überwinden hat, zumindest ist er nicht erfinderisch gefordert.

Dem Hilfsantrag 3 konnte danach ebenfalls nicht stattgegeben werden.

2.5Zum Hilfsantrag 4:

Der Patentanspruch 1 nach Hilfsantrag 4 weist gegenüber den Merkmalen des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 3 das zusätzliche Merkmal auf, dass Si-Partikel mit

einem Dentritenarmabstand unter 200 nm vorliegen.

Der Patentanspruch 1 gemäß Hilfsantrag 4 ist zulässig, da sein Gegenstand in der

Patentschrift im Abs. [0011], letzter Satz erkannt werden kann.

Der Gegenstand des Patentanspruchs 1 nach Hilfsantrag 4 ist ebenfalls mangels

erfinderischer Tätigkeit nicht patentfähig.

Nach dem Wortlaut des Patentanspruchs 1 gemäß Hilfsantrag 4 werden offenbar

Siliziumbestandteile in der aluminiumhaltigen Basislegierung vorausgesetzt, wobei

deren prozentualer Anteil im Verhältnis zu anderen Bestandteilen offen bleibt. Die

D3 geht an verschiedenen Stellen auf die Härtungsbehandlung von Aluminium-

Silizium-Legierungen mittels Lasernitrieren und dabei auch auf Si-Partikel und ihre

Effekte ein (S. 338, linke Spalte, 1. Abs, S. 339, linke Spalte, 2. Abs., Bild 4, Bild 5,

S. 340, linke Spalte, 2. Abs, Bild 6). Da auch die Patentinhaberin keine Unterschiede zwischen der Behandlung, die in der D3 offenbart ist und der im Streitpatent beanspruchten Härtungsbehandlung dargelegt hat, ist davon auszugehen,

dass bei einer Lasernitrierung mit den hier relevanten Merkmalen und übereinstimmenden Angaben zu den Basismaterialen dann auch gleiche Effekte eintreten. D. h., auch wenn die D3 nicht auf einen Dentritenarmabstand eingeht, so ist

der aus der D3 bekannten Härtungsbehandlung zu unterstellen, dass damit auch

Armabstände in dem im Patentanspruch 1 genannten Wertebereich erzeugt werden, da auch die D3 auf S. 340, linke Spalte eine feinere Verteilung des Siliciums

mit der Härtesteigerung in Verbindung bringt (vgl. hierzu [0011], vorletzter Satz

des Streitpatents). Damit sind die durch das Lasernitrieren von aluminiumhaltigen

Basislegierungen mit Si-Partikeln erzielten Dentritenarmabstände des beanspruchten Wertebereiches hier wie bei der D3 zwangsläufig Folge der Härtungsbehandlung und nicht das Ergebnis einer erfinderischen Tätigkeit.

Dem Hilfsantrag 4 konnte danach ebenfalls nicht stattgegeben werden.

2.6Zum Hilfsantrag 5:

Der Patentanspruch 1 nach Hilfsantrag 5 weist gegenüber den Merkmalen des Anspruchs 1 nach Hilfsantrag 4 das zusätzliche Merkmal auf, dass Si-Partikel mit

einer Kristallitgröße von weniger als 1 nm vorliegen.

Der Patentanspruch 1 gemäß Hilfsantrag 5 ist zulässig, da sein Gegenstand in der

Patentschrift im Abs. [0011], letzter Satz erkannt werden kann.

Der Gegenstand des Patentanspruchs 1 nach Hilfsantrag 5 ist ebenfalls mangels

erfinderischer Tätigkeit nicht patentfähig.

Die zum Patentanspruch 1 nach Hilfsantrag 4 dargelegten Schlussfolgerungen im

Hinblick auf den Dentritenarmabstandsbereich sind sinngemäß auf den Patentanspruch 1 des Hilfsantrages und die damit beanspruchte Kristallitgröße zu übertragen.

Da auch dieses Merkmal nicht auf eine erfinderische Tätigkeit zurückgeht, kann

dem Hilfsantrag 5 ebenfalls nicht stattgegeben werden.

2.7Zu den Unteransprüchen

Dass die in nachgeordneten Patentansprüchen enthaltenden Merkmale noch erfinderischen Gehalt aufweisen könnten, hat die Patentinhaberin nicht ausgeführt

und ist auch für den Senat nicht erkennbar.

Nach alledem war das angefochtene Patent zu widerrufen.

gez.

Unterschriften

Urteil vom 30.04.2015

2 ZA (pat) 10/14 vom 30.04.2015

Urteil vom 23.07.2015

2 Ni 20/13 (EP) vom 23.07.2015

Urteil vom 16.06.2016

10 W (pat) 20/16 vom 16.06.2016

Anmerkungen zum Urteil