Rechtsprechung / BPatG / 2001
BPatG Beschluss vom 27.06.2001 – 19 W (pat) 45/00
19. Senat
BUNDESPATENTGERICHT
Verkündet am 27. Juni 2001 Beyer Justizangestellte als Urkundsbeamtin der Geschäftsstelle
19 W (pat) 45/00 _______________ (Aktenzeichen)
…
B E S C H L U S S
In der Beschwerdesache 6.70
…
betreffend das Patent 44 31 059
hat der 19. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf
die mündliche Verhandlung vom 27. Juni 2001 unter Mitwirkung des Vorsitzenden
Richters Dipl.-Phys. Dr. Kellerer und der Richter Schmöger, Dipl.-Ing. Schmidt und
Dipl.-Phys. Dr. Mayer
beschlossen:
Auf die Beschwerde der Patentinhaberin wird der Beschluß
der Patentabteilung 52 des Deutschen Patent- und Markenamts vom 26. Juli 2000 aufgehoben.
Das Patent 44 31 059 wird mit folgenden Unterlagen beschränkt aufrechterhalten:
Patentansprüche 1 bis 6 nach Hauptantrag, überreicht in der
mündlichen Verhandlung vom 27. Juni 2001, übrige Unterlagen wie Patentschrift.
G r ü n d e
I
Das Deutsche Patent- und Markenamt - Patentabteilung 52 - hat das auf die am
1. September 1994 eingegangene Anmeldung erteilte Patent 44 31 059 mit der
Bezeichnung "Verfahren und Einrichtung zum Vermessen von Werkzeugen, insbesondere Maschinenwerkzeugen in Einstellgeräten" im Einspruchsverfahren
durch Beschluß vom 26. Juli 2000 widerrufen.
Gegen diesen Beschluß richtet sich die Beschwerde der Patentinhaberin.
Der geltende Patentanspruch 1 lautet:
"Verfahren zum Vermessen von Wirk-Abmessungen von Werkzeugen, insbesondere von Maschinenwerkzeugen in Einstellgeräten, bei dem
-
die Werkzeugkonturen von wenigstens einem Werkzeugabschnitt in verschiedenen Werkzeugpositionen unter Erzeugung von Bildern für die Werkzeugpositionen optischelektronisch detektiert und aus den Bildern ermittelte Geometriedaten in einem Rechner zur Bestimmung und Ausgabe von Abmessungswerten verarbeitet werden,
- wobei ein Vergleich zwischen in verschiedenen Werkzeugpositionen detektierten Konturabschnitten mit dem
Ergebnis einer Extremwertfeststellung unter den verglichenen Geometriedaten bei einem Vergleich der Geometriedaten von Bildern über den gesamten detektierten
Konturabschnitt erfolgt."
Der geltende nebengeordnete Patentanspruch 5 lautet:
"Einrichtung zum Vermessen von Wirk-Abmessungswerten von
Werkzeugen, insbesondere Einstellgerät für Maschinenwerkzeuge, mit
-
-
einer drehbaren Werkzeugaufnahme,
einer Video-Kamera, die Werkzeugkonturen von wenigstens einem Werkzeugabschnitt in verschiedenen Drehpositionen während seiner Drehung um die Achse der
Werkzeugaufnahme unter Erzeugung von Bildern für die
Werkzeugpositionen detektiert,
-
einem Rechner zur Bestimmung und Ausgabe von Abmessungswerten mit
- wenigstens einem Speicher zur Speicherung der aus den
Bildern ermittelten Geometriedaten, und
-
einer Einrichtung zum Vergleichen von in verschiedenen
Drehpositionen detektierten Konturabschnitten mit dem
Ergebnis einer Extremwertfeststellung unter den verglichenen Geometriedaten bei einem Vergleich der Geometriedaten von Bildern über den gesamten Konturabschnitt,
wobei die Einrichtung zum Vergleichen derart ausgebildet
ist, daß als Ergebnis der Extremwertfeststellung eine
Hüllkurve ermittelt wird, die die wirkliche Arbeitskontur des
Werkzeuges im Werkstück repräsentiert."
Bezüglich der Patentansprüche 1 und 5 jeweils nach Hilfsantrag 1, 2, 3 und 4 wird
auf den Akteninhalt verwiesen.
Es soll die Aufgabe gelöst werden, basierend auf der Technologie nach dem
Stand der Technik, Genauigkeit und Universalität der Werkzeugvermessung zu
vebessern (Patentschrift Sp 1 Z 39 bis 41).
Die Patentinhaberin meint, das Wort "gleichzeitig" im Patentanspruch 1 und 5 beziehe sich auf den Vergleich der Geometriedaten über den gesamten Konturabschnitt und nicht auf die Zeit für den Rechenvorgang, um die Geometriedaten der
Bilder zu vergleichen. Beim Stand der Technik, wie er z.B. aus der deutschen Offenlegungsschrift 40 40 609 hervorgehe, erfolge das Vermessen der Wirk-Abmessungen von Werkzeugen "scheibenweise" unter Berücksichtigung des Drehwinkels und es werde nur eine Zeilenkamera verwendet. Bei einem Ersatz der Zeilenkamera durch eine Flächenkamera würde dieses Meßprinzip beibehalten. Andere
Verfahren des Standes der Technik zeigten Verfahren zum Vermessen der
3D-Kontur. Patentgemäß werde jedoch nur eine 2D-Hüllkurve über einen längeren
Werkzeugabschnitt mit Hilfe einer Extremwertfeststellung im Rahmen eines
Bildvergleichs ermittelt. Das patentgemäße Verfahren und die patentgemäße Einrichtung seien daher gegenüber dem Stand der Technik neu und beruhten auch
auf einer erfinderischen Tätigkeit.
Die Patentinhaberin beantragt,
den angefochtenen Beschluß aufzuheben und das Patent mit
folgenden Unterlagen aufrechtzuerhalten:
neue Patentansprüche 1 bis 6 nach Hauptantrag, überreicht in
der mündlichen Verhandlung vom 27. Juni 2001, übrige Unterlagen wie Patentschrift,
hilfsweise
mit Patentansprüchen 1 und 5, jeweils nach Hilfsantrag 1, 2, 3
oder 4, überreicht in der mündlichen Verhandlung vom 27. Juni 2001, jeweils mit Patentansprüchen 2, 3, 4 und 6 gemäß
Hauptantrag, übrige Unterlagen wie Patentschrift.
Die Einsprechenden stellen übereinstimmend den Antrag,
die Beschwerde zurückzuweisen.
Die Einsprechende I meint, aus dem Verfahren zum Scharfstellen eines Werkzeugabschnitts, wie es aus dem Sonderdruck aus maschine+werkzeug 26‘27/92
"Universell und hochgenau" der Firma E… GmbH + Co. KG und dem Firmenprospekt der Firma E. Zoller GmbH + Co. KG "Automatische Werkzeug Voreinstellung" 10/92 hervorgehe, ergebe sich für den Fachmann auf naheliegende
Weise die anspruchsgemäße Extremwertfeststellung. In Verbindung mit der Konturerkennung, wie sie in dem Artikel von W. Grebe, "Optoelektronisches Kontur-Scanning", Sonderdruck aus Kontrolle 5/94 beschrieben sei, ergebe sich das
anspruchsgemäße Verfahren auf naheliegende Weise.
Die Einsprechende II meint, das anspruchsgemäße Verfahren ergebe sich für den
Fachmann auf naheliegende Weise aus dem Verfahren, wie es in der deutschen
Offenlegungsschrift 40 40 609 beschrieben sei, wenn die Zeilenkamera durch eine
Flächenkamera ersetzt werde. Dies sei für den Fachmann geläufiger Stand der
Technik, wie aus den Lehrbüchern von H. Bässmann, P. W. Besslich mit dem Titel
"Bildverarbeitung ad oculos", Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1991, Seiten 2
bis 5 und von H. Burkhardt, K. H. Höhne und B. Neumann mit dem handschriftlich
eingetragenen Titel
"BV-Aufbau
im
industriellen Bereich mit Aufnahme,
Konturverfolgung und Auswertung", Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1989, Seiten 140 bis 141 hervorgehe, die sie in der mündlichen Verhandlung vorlegte.
Die Einsprechende III meint, das anspruchsgemäße Verfahren sei für den Fachmann in Kenntnis der Verfahren, wie sie in den deutschen Offenlegungsschriften
39 19 865, 40 40 609 und in dem Artikel von W. Grebe aaO beschrieben seien,
nahegelegt.
Die Einsprechende IV ist der Meinung, daß das anspruchsgemäße Verfahren nicht
funktioniere, weil es eine Frage des Zufalls sei, welche Wirk-Abmessungen
ermittelt würden. Denn die Auswertung der Bilder erfolge ohne Bezug zur Lage
der Schneiden des Werkzeugs. Wenn 10 Bilder pro Sekunde gemacht würden und
das Werkstück innerhalb von 3 Sekunden einmal gedreht würde, ergäbe sich ein
Meßfehler von 12 µm, was zu ungenau wäre. Damit würde das anspruchsgemäße
Verfahren die patentgemäße Aufgabe einer verbesserten Genauigkeit nicht lösen.
Im übrigen sei das anspruchsgemäße Verfahren durch den Stand der Technik, wie
er aus der Produktinformation "OMC 850 Optisch-mechanisches Meßzentrum" der
Fa. Carl Zeiss, DG-H-XII/89Uoo, dem Zeitschriftenartikel von S. Weisig und
K.-P. Koch: "Kombinierte optische und mechanische Antastung erweitert die
Einsatzmöglichkeiten von Koordinatenmeßgeräten", Sonderdruck aus "Qualität
und Zuverlässigkeit", 1989/9, Seiten 450 bis 454, und der Technischen
Produktinformation
"OMC 850 Optisch-mechanische Meßzentren"
der
Fa Carl Zeiss, RE-I-MS VII/91Uoo hervorgehe, dem Fachmann nahegelegt.
Wegen weiterer Einzelheiten wird auf den Akteninhalt verwiesen.
II
Die Beschwerde ist zulässig und hat mit dem geänderten Patentbegehren Erfolg,
weil das Verfahren und die Einrichtung zum Vermessen von Wirk-Abmessungen
von Werkzeugen gemäß Patentanspruch 1 bzw 5 nach Hauptantrag patentfähig
sind.
Die geltende Fassung der Patentansprüche 1 und 5 ist zulässig. Die Ergänzung
"unter Erzeugung von Bildern für die Werkzeugpositionen" geht aus Spalte 3 Zeilen 48 bis 64 der Patentschrift hervor. Das Wort "gleichzeitig" im erteilten Patentanspruch 1 und 5 ist gemäß Beschreibung Spalte 3 Zeilen 55 bis 64 als Vergleich
der Geometriedaten des aktuellen Bildes mit den vorher abgespeicherten Geometriedaten des letzten Bildes zu verstehen. Die Ergänzung im Patentanspruch 5
"wobei die Einrichtung zum Vergleichen derart ausgebildet ist, daß ..... im Werkstück repräsentiert" geht aus Spalte 4 Zeilen 9 bis 13 hervor. Die angegebenen
Stellen in der Patentschrift stimmen mit den ursprünglichen Unterlagen überein.
1. Deutliche und vollständige Offenbarung
Das Patent in der Fassung des Hauptantrags offenbart die Erfindung so deutlich
und vollständig, daß ein Fachmann sie ausführen kann (§ 21 (1) Nr 2. PatG).
Sinn dieser Vorschrift ist es, den Anmelder zu veranlassen, die Lehre, für die er
die Erteilung eines Patents erstrebt, in einem solchen Umfange zunächst der Erteilungsbehörde und durch deren Vermittlung später der Öffentlichkeit aufzudekken, daß es einem Fachmann möglich ist, diese Lehre praktisch zu verwirklichen
(BGH, GRUR 1984, 272, 273 re Sp Abs 4 – Isolierglasscheibenrandfugenfüllvorrichtung).
Nach der höchstrichterlichen Rechtsprechung ist eine ausreichende Offenbarung
einer technischen Lehre dann zu bejahen, wenn der Durchschnittsfachmann diese
ohne große Schwierigkeiten praktisch verwirklichen kann (BGH, GRUR 1980, 166,
168 re Sp vorle Abs - Doppelachsaggregat).
Als Durchschnittsfachmann ist hier ein Ingenieur mit Hochschulabschluß der
Fachrichtung Maschinenbau anzusehen, der mehrjährige Berufserfahrungen auf
dem Gebiet der Messung der Konturen von Werkstücken und Werkzeugen hat
und hierbei Grundkenntnisse in der elektronischen Bildverarbeitung erworben hat.
Im vorliegenden Fall stellt sich die Frage, ob dieser Durchschnittsfachmann durch
die Angaben, im Patentanspruch 1 nach Hauptantrag, mit Hilfe der weiteren Merkmale der Patentansprüche, der Beschreibung oder der Zeichnungen in die Lage
versetzt ist, ohne große Schwierigkeiten widerspruchsfrei und nicht oder nur zufällig ohne vorherige Mißerfolge anzugeben, wie er das in der Patentschrift angegebene Ziel erreicht, basierend auf der Technologie, wie sie Stand der Technik ist,
Genauigkeit und Universalität der Werkzeugvermessung zu verbessern.
Nach Überzeugung des Senats ist diese Frage zu bejahen.
Dem Durchschnittsfachmann ist es auf Grund seines Fachwissens geläufig, daß
die Genauigkeit der Vermessung der Wirkabmessungen eines Werkzeugs bei fester Werkzeugkontur von der Bildauflösung bei der optisch-elektronischen Detektion und von der Zahl der Bilder pro Zeiteinheit während der Bewegung des Werkzeugs abhängt. In der Beschreibung Spalte 3, Zeilen 55 bis Spalte 4, Zeile 3 ist
angegeben, daß die übliche Bildfrequenz einer Video-Kamera bei 50 bis 100 Hz
liegt, je nach Rechnergeschwindigkeit ein Meßzyklus mit Vergleich zweier Bilder
z.B. 10 mal in der Sekunde stattfinden kann, und daß währenddessen der Benutzer von Hand oder durch den ggf. auch vom Rechner gesteuerten Drehantrieb für
die Aufnahme das Werkzeug dreht. Da die Überlagerung der Einzelbilder über eine gesamte Umdrehung des Werkzeugs um seine Achse dann die Kontur der
Hüllkurve ergeben soll, ist es für den Durchschnittsfachmann selbstverständlich,
daß bei einer festgelegten Zeit für einen Meßzyklus die Zahl der Einzelbilder für
eine Umdrehung und somit die Meßgenauigkeit der Hüllkurve von der Drehgeschwindigkeit abhängt. Innerhalb dieser Meßgenauigkeit ist das Verfahren dann
reproduzierbar, also wiederholbar. Dies gehört zu seinen üblichen Fachkenntnissen.
Da im Vergleich zu dem in Spalte 1, Zeilen 14 bis 29 beschriebenen Verfahren mit
einer Zeilenkamera, bei dem nacheinander einzelne Konturpunkte des Werkzeugs
längs seiner Rotationsachse aufgenommen werden, beim anspruchsgemäßen
Verfahren in Abhängigkeit von der Bildauflösung mehr Konturpunkte längs z.B. der
Rotationsachse des Werkzeugs aufgenommen werden können, weist dieses
Verfahren auch eine höhere Genauigkeit auf und löst somit die patentgemäße
Aufgabe.
Das im Patentanspruch 1 angegebene Verfahren vermittelt dem Durchschnittsfachmann somit zusammen mit seinen Fachkenntnissen im Hinblick auf die Patentschrift eine konkrete technische Lehre. Deshalb ist der erkennende Senat zur
Überzeugung gekommen, daß das Verfahren zum Vermessen von Wirk-Abmessungen von Werkzeugen im Patent in der Fassung des Hauptantrags so deutlich
und vollständig offenbart ist, daß ein Durchschnittsfachmann es ausführen kann.
2. Neuheit
2.1 Patentanspruch 1
Das offensichtlich gewerblich anwendbare Verfahren des Patentanspruchs 1 nach
Hauptantrag ist neu, da aus keiner der entgegengehaltenen Druckschriften ein
Verfahren bekannt ist, das alle im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
2.2 Patentanspruch 5
Die offensichtlich gewerblich anwendbare Einrichtung zum Vermessen von Wirk-
Abmessungswerten von Werkzeugen des Patentanspruchs 5 nach Hauptantrag ist
neu, da aus keiner der entgegengehaltenen Druckschriften eine Einrichtung
bekannt ist, die alle im Patentanspruch 5 angegebenen Merkmale aufweist.
3. Erfinderische Tätigkeit
3.1 Patentanspruch 1
Das Verfahren zum Vermessen von Wirk-Abmessungen von Werkzeugen des Patentanspruchs 1 beruht auch auf einer erfinderischen Tätigkeit.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 40 40 609 ist ein Verfahren zum optischen
Abtasten der Konturen eines Körpers, insbesondere eines rotatorisch arbeitenden,
spangebenden Werkszeugs 11 bekannt, um die Wirk-Abmessungen von
Werkzeugen, insbesondere von Maschinenwerkzeugen in Einstellgeräten, zu vermessen (Fig 1, 2 iVm Anspr 1, 4, Sp 1 Z 56 bis 59). Eine Laserdiode 100 sendet
hierbei parallele Lichtstrahlen 101 aus, die auf eine CCD-Zeilen-Kamera 12 gerichtet sind und von dem abzutastenden Körper 11, der um seine Längsachse gedreht wird, teilweise abgedeckt werden. Die Seitenkante des Werkzeuges 11 ist
innerhalb dieser Lichtstrahlen 101 angeordnet und erzeugt eine Lichtkante 102,
die in der CCD-Zeilen-Kamera 12 registriert wird. Durch die Höhenverstellung
entweder der Laserdiode 100 und der Kamera 12 oder des Werkzeugs 11 ist eine
Abtastung der gesamten Körper-Kontur möglich (Fig 1, 2 iVm Sp 1 Z 24 bis 30,
Sp 2 Z 33 bis 42). Bei einer gleichzeitigen schnellen Rotation des Werkzeugs wird
dabei eine Hüllkurve des Werkzeugs erzeugt, die in einem Computer weiterverarbeitet, sichtbar gemacht und ausgedruckt werden kann (Fig 3 iVm Sp 2 Z 43
bis 47). Bei dem bekannten Verfahren werden somit in Übereinstimmung mit dem
patentgemäßen Verfahren die Werkzeugkonturen von wenigstens einem Werkzeugabschnitt in verschiedenen Werkzeugpositionen optisch-elektronisch detektiert und daraus ermittelte Geometriedaten werden in einem Rechner zur Bestimmung und Ausgabe von Wirk-Abmessungswerten verarbeitet.
Bei dem bekannten Verfahren erfolgt die Abtastung der Kontur des Werkzeugs
dadurch, daß in der CCD-Zeilen-Kamera 12 jeweils die Abweichung von der Mitte
der Kamerazeile ermittelt wird und aus den übereinanderliegenden Meßpunkten
(="Konturpunkten"), die durch die Höhenverstellung entweder der Laserdiode 100
und der Kamera 12 oder des Werkzeugs 11 entstehen, eine Konturlinie dargestellt
wird (Fig 3 iVm Sp 2 Z 43 bis 53, Anspr 2). Es werden jedoch keine Angaben
gemacht, wie in der CCD-Zeilen-Kamera jeweils die Abweichung von der Mitte der
Kamerazeile bzw die "Lichtkante" ermittelt wird.
Abweichend vom anspruchsgemäßen Verfahren werden demnach beim bekannten Verfahren in den verschiedenen Werkzeugpositionen keine Bilder erzeugt, aus
denen dann die Geometriedaten ermittelt werden, da dort eine Zeilen-Kamera
verwendet wird. Somit erfolgt beim bekannten Verfahren auch kein Vergleich zwischen in verschiedenen Werkzeugpositionen detektierten Konturabschnitten mit
dem Ergebnis einer Extremwertfeststellung unter den verglichenen Geometriedaten bei einem Vergleich der Geometriedaten von Bildern über den gesamten Konturabschnitt.
In der deutschen Offenlegungsschrift 39 19 865, auf die die deutsche Offenlegungsschrift 40 40 609 als Zusatzanmeldung Bezug nimmt, kommen zwar allgemein Kameras zum optischen Abtasten der Konturen eines Körpers, insbesondere
eines rotatorisch arbeitenden, spangebenden Werkzeugs zum Einsatz (Sp 1 Z 3
bis 7). In der in der radialen Verstellachse des Körpers angeordneten Kamera
kann das größte Radiusmaß mit dem diesem Größtmaß zugeordneten Drehwinkel
gemessen werden (Anspr 1, Sp 1 Z 31 bis 35, Fig 2 iVm Sp 3 Z 20 bis 24). Speziell zur Messung der Außenkontur, also der Wirk-Abmessungen des Körpers wird
als sehr vorteilhaft eine Zeilenkamera vorgeschlagen, wodurch sich ein sehr
rationelles Meßverfahren ergibt (Anspr 3, Sp 1 Z 36 bis 44). Hinweise Flächenkameras einzusetzen, um unter Erzeugung von Bildern und aus den Bildern Geometriedaten zu ermitteln und Abmessungsdaten zu verarbeiten, gibt diese Druckschrift jedoch nicht. Der Firmenprospekt "Meß- und Systemtechnik; Dreidimensionales Kontur-Vermessungssystem", 9/89, der Hartmetall-Werkzeugfabrik A. Maier
GmbH + Co KG zeigt die in den deutschen Offenlegungsschriften 39 19 865 und
40 40 609 beschriebene Meßeinrichtung. In den Spalten "HAM 1200 – 320 - 220
Technische Daten" und "HAM 1000 – 100 – 140 Technische Daten" wird zwar darauf hingewiesen, daß die Datenerfassung optional durch "Zeilenkamera, Flächenkamera, Laser-Scanner, Laser-Interferometrie oder Holographische Meßdatenerfassung" erfolgen kann. Der Fachmann erhält jedoch aus diesen drei Schriften, wenn er sie im zeitlichen Zusammenhang ihrer Veröffentlichung liest und die
hieraus ersichtliche technische Entwicklung betrachtet, nur den eindeutigen Hinweis, für das Vermessen der Außenkontur, also der Wirk-Abmessungen eines
Werkzeugs nur eine zeilenweise Abtastung der Werkzeugkonturen vorzunehmen.
Die im Firmenprospekt aaO angegebene optionale Nutzung einer Flächenkamera
wird er mithin nur in der in der deutschen Offenlegungsschrift 39 19 865 beschriebenen Art und Weise für die optische Abtastung der Konturen eines Körpers verwenden (Sp 1 Z 3 bis 7).
Der Artikel von W. Grebe, "Optoelektronisches Kontur-Scanning", Sonderdruck
aus Kontrolle 5/94, beschreibt Verfahren der Konturerfassung auf der Basis optoelektronischer Sensoren sowohl für die Fertigung als auch für den Qualitätssicherungsprozeß (S 1 li Sp). Zunächst wird das Scannen von Innen- und Außenkonturen im Durchlicht mit Hilfe eines optoelektronischen Punktsensors beschrieben,
bei dem durch schrittweises Überfahren der Objektkante einzelne Meßpunkte aufgenommen werden (S 1 re Sp Abs 1). Dann wird auf Meßgeräte mit Grauwert-Bildverarbeitung verwiesen, mit denen durch eine Antastung ganze Konturzüge bzw. komplette Konturen aufgenommen werden können; unter entsprechenden Voraussetzungen können dabei auch 3D-Konturen erfaßt werden (S 1 re Sp
Abs 2). Durch den Einsatz von Drehtischen kann der Einsatzbereich z.B. für das
automatische Scannen von Bearbeitungswerkzeugen wesentlich erweitert werden
(S 2 li Sp Mitte). Aus dem Artikel von W. Grebe geht demnach ein Verfahren zum
Vermessen von Abmessungen von Werkzeugen hervor, bei dem die Werkzeugkonturen von wenigstens einem Werkzeugabschnitt in verschiedenen Werkzeugpositionen unter Erzeugung von Bildern für die Werkzeugpositionen optisch-elektronisch detektiert und aus den Bildern ermittelte Geometriedaten in einem Rechner zur Bestimmung und Ausgabe von Abmessungswerten verarbeitet werden.
Um eine Information über den Fertigungsstand zu erhalten, wird in dem Artikel von
W. Grebe aaO die Kombination des beschriebenen Scanning-Verfahrens mit
Software zum Vergleich von CAD-Daten vorgeschlagen, wodurch ein Vergleich
zwischen einer Soll-Geometrie vorher gescannter Meisterteile und der Ist-Geometrie gescannter gefertigter Werkstücke möglich wird. Durch die Software zur Besteinpassung wird eine automatische Lageoptimierung (Rotation und Translation)
zwischen Soll- und Istgeometrie in der Weise vorgenommen, daß eine minimale
Abweichung zwischen den jeweiligen Konturen vorliegt (S 2 mi Sp le Abs). Die
Vermessung von Wirk-Abmessungen von Werkzeugen ist nicht angesprochen. Ein
Vergleich zwischen in verschiedenen Werkzeugpositionen detektierten Konturabschnitten mit dem Ergebnis einer Extremwertfeststellung unter den verglichenen Geometriedaten bei einem Vergleich der Geometriedaten von Bildern über
den gesamten Konturabschnitt, wie es anspruchsgemäß vorgesehen ist, geht somit aus dem Artikel von W. Grebe aaO nicht hervor. Denn bei der 3D-Konturerfassung soll möglichst genau die wirkliche Außenkontur des Werkstücks bzw. des
Werkzeugs erfaßt werden, um den Vergleich zwischen Soll - und Ist-Geometrie
durchführen zu können. Somit kann der Fachmann auch keine Anregung zur Vermessung von Wirk-Abmessungen von Werkzeugen entnehmen. Auch kann der
Fachmann aus dem Konturvergleich zwischen Ist- und Sollgeometrie keinerlei
Hinweise im Hinblick auf die anspruchsgemäße Extremwertfeststellung entnehmen.
Die Produktinformation "OMC 850 Optisch-mechanisches Meßzentrum" der Fa.
Carl Zeiss, DG-H-XII/89Uoo, beschreibt auf Seite 3 ein optisches Tastsystem mit
digitaler Bildverarbeitung. Eine hochauflösende CCD-Kamera erfaßt das Meßobjekt, eine elektronische Bildverarbeitung dient zur Messung und Digitalisierung und
das Softwarepaket OPTAS steuert die Meß- und Bildverarbeitung (li Sp). Das von
der CCD-Kamera gelieferte Bild wird von einem schnellen Graubildverarbeitungssystem mit leistungsfähigem Array-Prozessor ausgewertet (mi Sp). Das linke
Bild auf Seite 3 zeigt das "Optische Messen der Schneidenkontur eines Fräswerkzeuges mit Einsatz eines Drehtisches", das rechte Bild die "Schnelle Kantenmessung mit Anzeige der Antastparameter". In dem Zeitschriftenartikel von S. Weisig
und K.-P. Koch: "Kombinierte optische und mechanische Antastung erweitert die
Einsatzmöglichkeiten von Koordinatenmeßgeräten", Sonderdruck aus "Qualität
und Zuverlässigkeit", 1989/9, Seiten 450 bis 454, wird, wie aus den Bildern zu
schließen ist, im wesentlichen das Meßsystem OMC 850 beschrieben. Danach
werden beim OMC 850 spezielle Kantendetektionsalgorithmen eingesetzt. Die
Kantendetektion resultiert in einer selbstoptimierenden Antastung, bei der örtliche
Unregelmäßigkeiten der Werkstückkanten (Ausbrüche, Verschmutzungen) bei der
Messung weitgehend ausgespart werden, in dem der Kantendetektion immer ein
flächiger Suchbereich zugrundegelegt wird, während Störungen und Verschmutzungen (Staub) meist punktförmig ausgebildet sind und nicht als Kante identifiziert werden (S 451 li Sp Abs 1 u 2 iVm Bild 2). Im Abschnitt "2.2 Messung an
Werkzeugen" wird ausgeführt, daß das optische Tastsystem die Aufgabe hat, in
der Achsebene, die in der Fokusebene liegt, die Flugkreisdurchmesser der
Schneiden eines Fräswerkzeugs zu messen. Hierzu wird die größte Auslenkung
der einzelnen Schneiden in der Achsebene gemessen, die dem Flugkreisradius
und damit dem Wirkprofil des zu messenden Werkstücks entspricht. Denn aus den
Flugkreisdurchmessern der einzelnen Schneiden wird auf das später mit diesem
Werkzeug erzielte Werkstückprofil geschlossen, dh es wird die Durchmesserabmessung ermittelt, die das Werkzeug später im Werkstück hinterläßt (vgl
auch Streit-PS Sp 4 Z 13 bis 16). Die Technische Produktinformation "OMC 850
Optisch-mechanische Meßzentren" der Fa. Carl Zeiss, RE-I-MS VII/91Uoo, betrifft
die gleiche Meßanordnung. Auf Seite 11 "Kantendetektion durch Korrelation" und
auf Seite 19 "Meßprogramm OPTAS" wird das mathematische Verfahren der Korrelation weiter vertieft, indem darauf verwiesen wird, daß der Vergleich der gemessenen Kante mit einer gespeicherten Musterkante durch Berechnung eines
Korrelationskoeffizienten nach einer komplizierten Vorschrift erfolgt, um die Antastsicherheit jederzeit zu gewährleisten. Aus Seite 22 "Technische Daten" ergibt
sich bei den Leistungsdaten, daß das von der CCD-Kamera erfaßte Bildfeld in XY
bei einer Vergrößerung von 1 bei 8,2 x 6,1 mm liegt.
Aus den Druckschriften, die sich auf das OMC 850 beziehen, geht demnach in
Übereinstimmung mit dem Gegenstand von Patentanspruch 1, auch ein Verfahren
zum Vermessen von Wirk-Abmessungen von Werkzeugen hervor, bei dem die
Werkzeugkonturen von wenigstens einem Werkzeugabschnitt in verschiedenen
Werkzeugpositionen unter Erzeugung von Bildern für die Werkzeugpositionen optischen-elektronisch detektiert und aus den Bildern ermittelte Geometriedaten in
einem Rechner zur Bestimmung und Ausgabe von Abmessungswerten verarbeitet
werden. Hierbei erhält der Durchschnittsfachmann Hinweise, wie er aus Bildern
Geometriedaten, wie den Verlauf von Kanten, ermitteln kann.
Abweichend vom Anspruchsgegenstand ist jedoch bei den Verfahren, wie sie für
das OMC 850 aaO beschrieben sind, kein Vergleich zwischen in verschiedenen
Werkzeugpositionen detektierten Konturabschnitten mit dem Ergebnis einer Extremwertfeststellung unter den verglichenen Geometriedaten bei einem Vergleich
der Geometriedaten von Bildern über den gesamten Konturabschnitt bekannt, wie
die Einsprechende IV auch eingeräumt hat. Bei den bekannten Verfahren wird
auch keine wirkliche Arbeitskontur des Werkzeugs im Werkstück, also die Kontur
einer Hüllkurve, ermittelt, da mit der Bestimmung der Flugkreisdurchmesser der
einzelnen Schneiden lediglich jeweils ein einziger Maximaldurchmesser erhalten
wird.
Die Hinweise zur Kantendetektion sind jedoch auch nicht geeignet, die anspruchsgemäße Extremwertfeststellung nahezulegen, da sich die beiden Verfahren grundlegend unterscheiden.
In dem Artikel "Maßhalten mit Laser-Einheit", NC-Fertigung, 1/90, S 108 und 110,
wird ausgeführt, daß sich berührungslose Meßverfahren besonders gut eignen, in
der Massen(NC-)Fertigung hochpräziser Werkstücke die Maßhaltigkeit jedes einzelnen Teils zu überprüfen. Hierzu wird eine Laser-Meß-Einheit beschrieben, die
in nur 10 bis 20 Sekunden auch kompliziert geformte Bearbeitungswerkzeuge vermessen kann (S 108 li und re Sp). Der Strahl des Infrarot-Lasers ist optisch aufgespalten, so daß eine zwei Millimeter breite ,Ebene‘ entsteht. Das zu vermessende Werkzeug wird in den ‚Lichtvorhang‘ gebracht und um 360o gedreht. Die
unterschiedlich großen Schatten werden anschließend zu einer Kreisbahn verrechnet. Stimmt der Kreismittelpunkt nicht mit dem Drehzentrum überein, gibt die
Differenz den Schlag des Werkzeugs an (S 110 re Sp unten). Bei diesem Verfahren werden demnach - in Übereinstimmung mit dem Gegenstand von Patentanspruch 1- zwar die Wirk-Abmessungen von Werkzeugen bestimmt, wobei Werkzeugkonturen von wenigstens einem Werkzeugabschnitt in verschiedenen Werkzeugpositionen optisch-elektronisch detektiert werden und daraus ermittelte Geometriedaten zur Bestimmung und Ausgabe von Abmessungswerten verarbeitet
werden. Es werden aber keine Bilder für die Werkzeugpositionen erzeugt. Da über
die Art der Verrechnung der unterschiedlich großen Schatten zu einer Kreisbahn
keine Angaben gemacht werden, sind keine weiteren Übereinstimmungen mit dem
anspruchsgemäßen Verfahren erkennbar.
In dem Sonderdruck aus maschine+werkzeug 26‘27/92 "Universell und hochgenau" der Firma E. Zoller GmbH + Co. KG wird ein AWV-Bildverarbeitungssystem
für Einstell- und Meßgeräte beschrieben, das es ermöglicht, Reibwerkzeuge zu
messen (S 2). Hierzu wird die Videokamera auf einem Meßpunkt positioniert und
die Reibahlenschneide wird dort durch Drehen an der Werkzeugaufnahme scharfgestellt. Eine magische Skala am Monitor zeigt dem Bediener µ-genau den höchsten Punkt (S 3 re Sp "Der Funktionsablauf"). Wie der zugehörige Firmenprospekt
der Firma E. Zoller GmbH + Co. KG "Automatische Werkzeug Voreinstellung"
10/92 zeigt, ist das Meßfenster 1x1 mm groß (letztes Blatt, zweites Bild von oben).
Dieses Verfahren zum Scharfstellen
liegt offensichtlich weiter vom anspruchsgemäßen Verfahren ab, als die bereits diskutierten Druckschriften.
Das von der Einsprechenden II in der mündlichen Verhandlung eingeführte Buch
von H. Bässmann, P. W. Besslich, mit dem Titel "Bildverarbeitung ad oculos",
Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1991, Seiten 2 bis 5, beschreibt den Grundaufbau eines Bildverarbeitungssystems. Auf Seite 5 "Kamera" wird der Hinweis gegeben, daß heutzutage in den allermeisten Fällen CCD-Flächenkameras zum Einsatz kommen. Wenn jedoch eine besonders hohe Auflösung des Bildes gefordert
ist, reicht die Videonorm nicht mehr aus. Um die großen Aufwendungen für höherauflösende CCD-Flächenkameras zu umgehen, wird dem Fachmann der Einsatz
von CCD-Zeilenkameras empfohlen, wie sie typisch in Scannern eingesetzt werden. Auf diese Weise können auch Werkstücke aufgenommen werden, um sie auf
ihre Maßhaltigkeit hin zu überprüfen. Der Hinweis statt einer Flächenkamera eine
Zeilenkamera zu verwenden, deckt sich mit der technischen Entwicklung der
Meßeinrichtung, wie sie aus der deutschen Offenlegungsschrift 39 19 865, dem
Firmenprospekt "Meß –und Systemtechnik; Dreidimensionales Kontur-Vermessungssystem" aaO und der deutschen Offenlegungsschrift 40 40 609 hervorgeht.
Warum die Druckschrift von H. Bässmann aaO dem Fachmann den umgekehrten
Weg nahelegen soll, statt einer Zeilenkamera eine Flächenkamera einzusetzen,
wie die Einsprechende II meint, kann nicht nachvollzogen werden.
Das von der Einsprechenden II ebenfalls in der mündlichen Verhandlung eingeführte Buch mit dem handschriftlich eingetragenen Titel "BV-Aufbau im industriellen Bereich mit Aufnahme, Konturverfolgung und Auswertung", herausgegeben
von H. Burkhardt, K. H. Höhne und B. Neumann, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1989, Seiten 140 bis 141, gibt die Konfiguration eines Bildverarbeitungssystems an (Abbildung 3). Weiter wird das Vorgehen der Lageerkennung und
Modellbildung beschrieben (Abbildung 4). Dies entspricht im wesentlichen dem im
Artikel von W. Grebe aaO in Verbindung mit dem in den Prduktinformationen
OMC 850 aaO beschriebenen Verfahren zum Vergleich einer Ist- mit einer
Soll-Geometrie: Aufnahme eines Graubildes des Werkzeugs mit der CCD-Kamera, Binärbilderzeugung, Konturfestlegung des Werkzeugs und Vergleich mit der
gespeicherten Soll-Kontur. Hinweise auf das anspruchsgemäße Verfahren zum
Vermessen von Wirk-Abmessungen von Werkzeugen unter Einbeziehung einer
Extremwertfeststellung, wie es im Patentanspruch 1 im einzelnen angegeben ist,
erhält der Fachmann nicht.
Auch eine Kombination der bekannten Verfahren kann das anspruchsgemäße
Verfahren zum Vermessen von Wirk-Abmessungen von Werkzeugen nicht nahelegen.
Ausgehend von einem Verfahren zum Vermessen von Wirk-Abmessungen von
Werkzeugen, wie es aus den deutschen Offenlegungsschriften 39 19 865 und
40 40 609 sowie dem Firmenprospekt "Meß- und Systemtechnik; Dreidimensionales Kontur-Vermessungssystem" aaO hervorgeht, stellt sich die Aufgabe, die
Genauigkeit und Universitalität des Verfahrens zu verbessern, dem zuständigen
Durchschnittsfachmann in der Praxis von selbst. Denn dieser wird stets bestrebt
sein, die Anforderungen nach schnellen Verfahren zur Erfassung von Konturen
sowohl für die Fertigung als auch für den Qualitätssicherungsprozeß durch eine
Weiterentwicklung des bekannten Verfahrens zu erfüllen (vgl W. Grebe aaO S 1
li Sp).
Zur Lösung dieser Aufgabe findet der Fachmann, wie oben ausgeführt, weder im
Stand der Technik eine Anregung noch gibt ihm sein Fachwissen Veranlassung,
das Verfahren so durchzuführen, wie es im einzelnen im Patentanspruch 1 angegeben ist.
Denn die einzelnen Produktlinien mit ihren unterschiedlichen Verfahren erfüllen,
wie oben ausgeführt, jeweils spezielle Aufgaben, so daß selbst eine Kombination
der Verfahren immer noch nicht nahelegt, einen Vergleich zwischen in verschiedenen Werkzeugpositionen detektierten Konturabschnitten mit dem Ergebnis einer
Extremwertfeststellung unter den verglichenen Geometriedaten bei einem
Vergleich der Geometriedaten von Bildern über den gesamten Konturabschnitt
durchzuführen.
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, zumal die Einsprechende IV auch noch Zweifel am
reproduzierbaren Funktionieren des patentgemäßen Verfahrens hat. 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 Verfahren zum Vermessen von Wirk-Abmessungen von Werkzeugen zu dem Verfahren des Patentanspruchs 1 zu gelangen. Eine gegenteilige Beurteilung, wie sie von den Einsprechenden vertreten wird, würde auf einer unzulässigen rückschauenden Betrachtung in Kenntnis der Erfindung beruhen.
Die übrigen noch im Verfahren befindlichen, in der mündlichen Verhandlung weder
von den Beteiligten noch vom Senat aufgegriffenen Entgegenhaltungen gehen
über den vorstehend abgehandelten Stand der Technik nicht hinaus und bringen
auch keine neuen Gesichtspunkte, so daß auf sie nicht eingegangen zu werden
braucht.
3.2 Patentanspruch 5
Die Einrichtung zum Vermessen von Wirk-Abmessungen von Werkzeugen des
Patentanspruchs 5 beruht auch auf einer erfinderischen Tätigkeit.
Denn wie aus dem zum Patentanspruch 1 aufgezeigten Stand der Technik hervorgeht, ist auch eine Einrichtung zum Vergleichen von in verschiedenen Drehpositionen detektierten Konturabschnitten mit dem Ergebnis einer Extremwertfeststellung unter den verglichenen Geometriedaten bei einem Vergleich der Geometriedaten von Bildern über den gesamten detektierten Konturabschnitt weder bekannt noch wird sie dem Fachmann nahegelegt.
4. Mit den Patentansprüchen 1 und 5 sind auch die auf diese rückbezogenen Patentansprüche 2 bis 4 und 6 gewährbar, denn sie betreffen jeweils eine nicht
selbstverständliche zweckmäßige Ausgestaltung des Verfahrens und der Einrichtung zum Vermessen von Wirk-Abmessungenswerten. Da dem Hauptantrag stattgegeben wurde, erübrigt sich eine Entscheidung über die Hilfsanträge.
Dr. Kellerer
Schmöger
Schmidt
Dr. Mayer
Be