BPatG Beschluss vom 30.08.2000 – 19 W (pat) 46/98

BUNDESPATENTGERICHT

19 W (pat) 46/98 _______________ (Aktenzeichen)

Verkündet am 30. August 2000 …

B E S C H L U S S

In der Beschwerdesache

…

betreffend das Patent 41 14 073

hat der 19. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf

die mündliche Verhandlung vom 30. August 2000 unter Mitwirkung des Vorsitzenden Richters Dipl.-Phys. Dr. Kellerer und der Richter Schmöger,

Dipl.-Phys. Dr. Mayer und Dr.-Ing. Kaminski

beschlossen: 6.70

Auf die Beschwerde der Patentinhaberin wird der Beschluß der

Patentabteilung

des Deutschen

Patentamts

vom

13. August 1998 aufgehoben.

Das Patent 41 14 073 wird mit folgenden Unterlagen beschränkt

aufrechterhalten:

(einziger) Patentanspruch und Beschreibung, Spalten 1 und 2,

jeweils überreicht

in der mündlichen Verhandlung vom

30. August 2000, übrige Beschreibung und Zeichnungen gemäß

Patentschrift.

G r ü n d e

I.

Das Deutsche Patentamt - Patentabteilung 32 - hat das auf die am 30. April 1991

eingegangene Anmeldung erteilte Patent 41 14 073 mit der Bezeichnung

"Schaltungsanordnung zur Stabilisierung einer Spannung” im Einspruchsverfahren

durch Beschluß vom 13. August 1998 widerrufen.

Gegen diesen Beschluß richtet sich die Beschwerde der Patentinhaberin.

Der geltende einzige Patentanspruch lautet:

"Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer geregelten Spannung

(UR) mit einer integrierten Schaltung, deren einem Eingang eine

von einem Steuergerät stabilisierte Spannung (UST) zugeführt wird,

deren anderem Eingang eine von der geregelten Spannung (UR)

abhängige Spannung (UR‘) zugeführt wird und deren Ausgang mit

einer Transistoranordnung (T1, T2) verbunden ist, die zwischen

einer Versorgungsspannung (UV) und Masse

liegt und die

geregelte Spannung (UR) liefert, wobei die Transistoranordnung

zwei gekoppelte Stromquellen umfaßt, die von der integrierten

Schaltung (IC1) gesteuert werden, wobei die Kopplung der

Stromquellen spannungsgesteuert ist und so erfolgt, daß die Strom-

Spannungs-Kennlinie am Ausgang stark nichtlinear ist und eine

Fold-Back-Charakteristik aufweist, indem die integrierte Schaltung

(IC1) ein Operationsverstärker ist, zwischen dem Ausgang des

Operationsverstärkers und seinem invertierenden Eingang ein

Kondensator (C1) liegt, der nicht invertierende Eingang des

Operationsverstärkers (IC1) über einen Widerstand (R1) mit dem

Steuergerät (ST) und über einen Widerstand (R2) mit Masse

verbunden ist, der invertierende Eingang über einen Spannungsteiler (R3, R4) an die Klemme der geregelten Spannung (UR) angeschlossen ist und dessen Ausgang mit der Basis eines die erste

Stromquelle bildenden Transistors (T1) der Transistoranordnung

(T1, T2) verbunden ist, der Emitter des Transistors (T1) über einen

Widerstand (R8) mit Masse verbunden ist und die Transistoranordnung (T1, T2) einen die zweite Stromquelle bildenden weiteren

Transistor (T2) enthält, dessen Basis über einen Widerstand (R7)

mit dem Kollektor des Transistors (T1) und über einen Widerstand

(R6) mit der Klemme der Versorgungsspannung (UV) verbunden

ist, dessen Emitter über einen Widerstand (R5) mit der Versorgungsspannung (UV) verbunden ist und an dessen Kollektor die

geregelte Spannung (UR) abgegriffen wird. ”

Es soll die Aufgabe gelöst werden, eine Schaltung zum Erzeugen einer geregelten

Spannung kurzschlußfest zu machen (Sp 1 Z 51 bis 53 der Patentschrift).

Die Patentinhaberin meint, durch das Zusammenwirken der einzelnen im einzigen

Patentanspruch angegebenen Bauteile der Schaltungsanordnung werde die Fold-

Back-Charakteristik der Strom-Spannungs-Kennlinie am Ausgang erreicht. Da

keine der entgegengehaltenen Druckschriften eine derartige Schaltungsanordnung

zeige, sei der Gegenstand des Patentanspruchs 1 gegenüber dem Stand der

Technik neu und beruhe auch auf einer erfinderischen Tätigkeit.

Die Patentinhaberin beantragt,

den angefochtenen Beschluß aufzuheben und das Patent mit folgenden Unterlagen aufrechtzuerhalten:

(einziger) Patentanspruch und Beschreibung, Spalten 1 und 2, jeweils

überreicht

in

der mündlichen Verhandlung

vom

30. August 2000, übrige Beschreibung und Zeichnungen gemäß

Patentschrift.

Die Einsprechende, die ankündigungsgemäß zur mündlichen Verhandlung nicht

erschienen ist, beantragt schriftlich,

die Beschwerde zurückzuweisen.

Wegen weiterer Einzelheiten wird auf den Akteninhalt verwiesen.

II.

Die Beschwerde ist zulässig und hat mit dem geänderten Patentbegehren Erfolg,

weil die offensichtlich gewerblich anwendbare Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer geregelten Spannung des einzigen Patentanspruchs patentfähig ist.

Die geltende Fassung des einzigen Patentanspruchs ist zulässig. Sie ergibt sich

zunächst aus den erteilten Patentansprüchen 1 bis 4. Die Anordnung des Kondensators (C1) und die konkrete Ausbildung der Transistoranordnung (T1, T2)

ergibt sich aus Figur 1 in Verbindung mit der Beschreibung Spalte 2 Zeilen 26 bis

50. Die Formulierung, daß ”die Kopplung der Stromquellen spannungsgesteuert

ist”, ist nach der Beschreibung Spalte 3 Zeilen 23 bis 49 so zu verstehen, daß

über Spannungen in der Schaltungsanordnung die gekoppelten Stromquellen (T1,

T2) angesteuert werden. Die angegebenen Stellen in der Patentschrift stimmen

mit den ursprünglichen Unterlagen überein.

1. Neuheit

Die Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer geregelten Spannung des einzigen

Patentanspruchs ist neu, da aus keiner der entgegengehaltenen Druckschriften

eine Schaltung bekannt ist, die alle im einzigen Patentanspruch angegebenen

Merkmale aufweist.

Aus der Zeitschrift ELEKTRONIK 1974, Heft 1, Seite 30, 31 ist eine Gleichspannungs-Regelschaltung als Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer geregelten

Spannung Ua mit einem Operationsverstärker µA748 als integrierter Schaltung

bekannt (Bild 4 iVm S 31, li Sp Abs 1 Mitte), deren einem Eingang (+) über zwei

Widerstände (10 kΩ, 3,9 kΩ) eine Eingangsspannung (+Ui) und deren anderem

Eingang (-) eine von der geregelten Spannung +Ua abhängige Spannung zugeführt wird. Der Ausgang des Operationsverstärkers µA748

ist mit einer

Transistoranordnung TV, TL verbunden, die zwischen der Eingangsspannung (+Ui)

als Versorgungsspannung und Masse (0) liegt und die geregelte Spannung +Ua

liefert. Die Transistoranordnung TV, TL umfaßt zwei gekoppelte Stromquellen TV,

TL, die vom Operationsverstärker µA748 spannungsgesteuert werden. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers ist über einen Spannungsteiler (3,9

kΩ, 3,3 kΩ) an die Klemme der geregelten Spannung +Ua angeschlossen. Dessen

Ausgang ist mit der Basis eines die erste Stromquelle bildenden Transistors TV der

Transistoranordnung verbunden. Der Emitter des Transistors TV ist über einen

Widerstand (1 kΩ) mit Masse verbunden. Die Transistoranordnung enthält auch

einen die zweite Stromquelle bildenden weiteren Transistor TL, dessen Basis über

einen Widerstand (470 Ω) mit der Klemme der Eingangsspannung +Ui als

Versorgungsspannung verbunden ist und an dessen Kollektor die geregelte

Spannung +Ua abgegriffen wird.

Abweichend von der anspruchsgemäßen Schaltungsanordnung ist bei der bekannten Gleichspannungs-Regelschaltung keine Strombegrenzung vorgesehen (S

31 re Sp, Abs 1), dh die Strom-Spannungs-Kennlinie weist keine Fold-Back-

Charakteristik auf. Mithin unterscheidet sich die Kopplung der die beiden Stromquellen bildenden Transistoren TV, TL der bekannten Transistoranordnung und ihre

Ansteuerung durch den Operationsverstärker µA748 von der anspruchsgemäßen

im einzelnen dort angegebenen Anordnung der Transistoren T1, T2 und der

Widerstände R5 bis R8, die zwischen einer von der Eingangsspannung unabhängigen Versorgungsspannung UV und Masse liegen, sowie des Operationsverstärkers und des Kondensators C1. Auch ist die Eingangsspannung +Ui der

bekannten Schaltung nicht von einem Steuergerät stabilisiert sondern ungeregelt

(aaO S 30 re Sp Z 8 von unten).

Aus dem Fachbuch von U. Tietze/Ch. Schenk: Halbleiterschaltungstechnik,

5. Auflage, 1980, S 372 bis 375 ist eine Spannungsstabilisierungsschaltung mit

Regelverstärker und Zusatz zur Strombegrenzung als Schaltungsanordnung zur

Erzeugung einer geregelten Spannung mit einer integrierten Schaltung, die ein

Operationsverstärker ist, bekannt (Abb. 16.9). Seinem nicht invertierenden Eingang wird eine stabilisierte Spannung Uref und seinem invertierenden Eingang eine

von der geregelten Spannung Ua abhängige Spannung zugeführt (Abb. 16.9 iVm S

372 Abs 2, 3). Sein invertierender Eingang ist über einen Spannungsteiler R1, R2

an die Klemme der geregelten Spannung Ua angeschlossen. Der Ausgang des

Operationsverstärkers ist mit einer Transistoranordnung (T1, T2) verbunden, die

zwischen einer Versorgungsspannung Ue und der geregelten Spannung Ua (statt

anspruchsgemäß Masse) liegt und die geregelte Spannung Ua liefert. Die

Transistoranordnung umfaßt zwei gekoppelte Stromquellen, die vom Operationsverstärker über die an seinem Ausgang anliegende Spannung angesteuert werden. Durch die eingebaute Zenerdiode D1 in Verbindung mit dem Widerstand R5

wird bei der bekannten Schaltungsanordnung eine Strombegrenzung auf Ia max erreicht, so daß die Strom-Spannungs-Kennlinie am Ausgang stark nichtlinear ist

(Abb 16.9 iVm S 373 Abschnitt ”Strombegrenzung”). Eine rückläufige Strom-

Spannungskennlinie, dh eine Fold-Back-Charakteristik, kann erreicht werden,

wenn die Stromgrenze Ia max mit abnehmender Ausgangsspannung reduziert wird

(Abb 16.10 iVm S 373 vorle Abs bis S 374 Abs 2).

Abweichend vom Anspruchsgegenstand ist bei der bekannten Schaltungsanordnung der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers nicht über einen

Widerstand mit einem Steuergerät, das die stabilisierte Spannung liefert, und über

einen weiteren Widerstand mit Masse verbunden. Zwischen dem Ausgang des

Operationsverstärkers und seinem invertierenden Eingang liegt kein Kondensator.

Die Kopplung der die beiden Stromquellen bildenden Transistoren T1, T2 der

bekannten Transistoranordnung und ihre Ansteuerung durch den Ausgang des

Operationsverstärkers erfolgt nicht wie anspruchsgemäß festgelegt über die

Kombination der Widerstände R5 bis R8 zwischen der Versorgungsspannung und

Masse. Die geregelte Spannung Ua wird auch nicht, wie anspruchsgemäß vorgesehen, direkt am Kollektor des die zweite Stromquelle bildenden Transistors T2

abgegriffen, sondern an dessen Emitter.

Aus der GB-Patentschrift 10 75 419 ist eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung

einer geregelten Spannung VOUT bekannt (S 1 Z 11 bis 18). Der Basis eines Transistors Q3 wird über eine Zenerdiode Z und einen Widerstand R7 eine Spannung

zugeführt (Fig 1 iVm S 1 Z 66 bis 71); an seinem Emitter liegt über die Widerstände R4 bis R6 eine von der geregelten Spannung VOUT abhängige Spannung

an und sein Kollektor ist über den Spannungsteiler R1, R2 mit einer Transistoranordnung Q1, Q4, Q2, Q5 verbunden, die die geregelte Spannung VOUT liefert (Fig

1 iVm S 1 Z 61 bis Z 85). Die Transistoranordnung umfaßt zwei gekoppelte

Stromquellen Q1, Q4 und Q2, die vom Transistor Q3 gesteuert werden, indem der

Kollektor von Q3 über den Spannungsteiler R1, R2 mit der Basis des die erste

Stromquelle bildenden Transistors Q2 verbunden ist. Die Kopplung der Stromquellen Q1, Q4 und Q2 ist spannungsgesteuert, da diese über Spannungen in der

Schaltung angesteuert werden, und erfolgt so, daß die Strom-Spannungs-Kennlinie am Ausgang stark nichtlinear ist und eine Fold-Back-Charakteristik aufweist

(Fig 1, 2 iVm S 1 Z 11 bis 16, S 2 Z 8 bis 21). Die Transistoranordnung enthält einen die zweite Stromquelle bildenden weiteren Transistor (Darlington-Transistorpaar: Q1, Q4), dessen Basis über einen Widerstand R3 mit dem Kollektor des

Transistors Q2 und über einen Widerstand R9 mit der Eingangsspannung VIN als

Versorgungsspannung ebenso verbunden ist. An seinem Kollektor wird die geregelte Spannung VOUT abgegriffen.

Abweichend von der anspruchsgemäßen Schaltungsanordnung weist die bekannte Schaltungsanordnung keine integrierte Schaltung bzw keinen Operationsverstärker auf, an dessen nicht invertierendem Eingang jeweils über einen Widerstand sowohl eine von einem Steuergerät stabilisierte Spannung als auch Masse

anliegt und zwischen dessen Ausgang und invertierendem Eingang ein Kondensator liegt. Die Transistoranordnung liegt auch nicht zwischen einer von der Eingangsspannung VIN verschiedenen Versorgungsspannung und Masse. Zur Erzeugung der Fold-Back-Charakteristik der Strom-Spannungs-Kennlinie dient im

Gegensatz zur anspruchsgemäßen Schaltungsanordnung bei der bekannten

Schaltungsanordnung der Transistor Q5 der Transistoranordnung, dessen Basis

über den Widerstand R8 mit der Basis des Transistors Q3 verbunden ist, dessen

Kollektor mit dem Emitter des die erste Stromquelle bildenden Transistors Q2

verknüpft ist und dessen Kollektor auf dem negativen Potential liegt (S 1 Z 78 bis

S 2 Z 15).

2.2. Erfinderische Tätigkeit

Die Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer geregelten Spannung des einzigen

Patentanspruchs beruht auch auf einer erfinderischen Tätigkeit.

Als Fachmann ist bei der Beurteilung der erfinderischen Tätigkeit ein Elektronikingenieur mit Fachhochschulabschluß anzusehen, der mehrjährige Berufserfahrungen in der Entwicklung von Schaltungen zur Stabilisierung und Regelung von

Spannungen hat.

Ausgehend von der bekannten Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer geregelten Spannung, wie sie aus der Zeitschrift ELEKTRONIK aaO bekannt ist, stellt

sich dem Fachmann die patentgemäße Aufgabe, eine solche Schaltungsanordnung kurzschlußfest zu machen, von selbst. Denn er wird dort darauf hingewiesen, daß bei der bekannten Schaltungsanordnung noch keine Strombegrenzung

vorgesehen ist, die sich aber in ähnlicher Weise wie bei herkömmlichen Schaltungen durchführen läßt.

Ausgehend von dieser Schaltungsanordnung erhält der Fachmann weder aus dem

Fachbuch von Tietze/Schenk aaO noch aus der GB-Patentschrift 1 075 419 die

Anregung, zur Erzeugung einer Fold-Back-Charakteristik der Stromspannungs-

Kennlinie diese bekannte Schaltungsanordnung anspruchsgemäß abzuändern.

Denn bei der Schaltung, wie sie aus dem Fachbuch von Tietze/Schenk aaO

bekannt ist, ist zur Strombegrenzung zusätzlich eine Zenerdiode mit Widerstand

vorgesehen. Bei der Schaltungsanordnung nach der GB-Patentschrift 1 075 419

übernimmt ein zusätzlicher Transistor die Aufgabe, die Schaltung kurzschlußfest

zu machen.

Es ist demnach nicht ersichtlich, wie der Fachmann diesen bekannten Stand der

Technik kombinieren und auf Grund seines Fachwissens die noch fehlenden

Merkmale hinzufügen sollte. Das anspruchsgemäße Vorgehen ist demnach durch

den bekanntgewordenen Stand der Technik nicht nahegelegt und übersteigt übliches fachmännisches Handeln; es erfordert erfinderische Überlegungen, um von

den bekannten Schaltungen zu der Schaltungsanordnung des einzigen Patentanspruchs zu gelangen.

Dr. Kellerer

Schmöger

Dr. Mayer

Dr. Kaminski

Pr