Rechtsprechung / BPatG / 2006
BPatG Beschluss vom 11.10.2006 – 19 W (pat) 37/04
19. Senat
BUNDESPATENTGERICHT
_______________
(Aktenzeichen)
Verkündet am
11. Oktober 2006
…
B E S C H L U S S
In der Beschwerdesache
betreffend die Patentanmeldung 100 32 846.6 - 32
…
hat der 19. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf
die mündliche Verhandlung vom 11. Oktober 2006 unter Mitwirkung … 08.05
beschlossen:
Die Beschwerde wird zurückgewiesen.
G r ü n d e
I.
Das Deutsche Patent- und Markenamt - Prüfungsstelle für Klasse H 02 M - hat die
am 6. Juli 2000 eingereichte Anmeldung, für die die Unionspriorität der US-
Anmeldung Nr. 142949 vom 12. Juli 1999 in Anspruch genommen ist, durch
Beschluss vom 27. Januar 2004 aus den Gründen des Bescheids vom
24. April 2003 zurückgewiesen.
Die Beschwerdeführerin stellte den Antrag:
Der Beschluss der Prüfungsstelle
für Klasse H 02 M des
Deutschen Patent- und Markenamts vom 27. Januar 2004 wird
aufgehoben und das Patent erteilt.
Der Erteilung liegen folgende Unterlagen zu Grunde:
Patentansprüche 1 bis 10 und Fig. 3, überreicht in der mündlichen
Verhandlung vom 11. Oktober 2006, geänderte Beschreibung,
Beschreibungseinfügung nach Spalte 1, Zeile 47, gemäß Eingabe
vom 9. Oktober 2006, übrige Beschreibung und Zeichnungen
gemäß Offenlegungsschrift.
hilfsweise:
Patentansprüche 1 bis 10 und Fig. 3 nach Hilfsantrag, überreicht
in der mündlichen Verhandlung vom 11. Oktober 2006, geänderte
Beschreibung, Beschreibungseinfügung nach Spalte 1, Zeile 47,
gemäß Eingabe vom 9. Oktober 2006, übrige Beschreibung und
Zeichnungen gemäß Offenlegungsschrift.
Der geltende Anspruch 1 nach Hauptantrag lautet:
„Verfahren zur Steuerung des Leistungsfaktors
in einen
Wechselspannungs-/Gleichspannungs-Leistungswandler
unter
Verwendung einer Leistungsfaktor-Steuerschaltung, die eine
Induktivität,
die
zum
Empfang
der
gleichgerichteten
Wechselspannungsleistung
angeschaltet
ist,
und
einen
Schalterkreis aufweist, der mit der Induktivität verbunden ist und
einen Schalter zum Ein- und Ausschalten des Stromes durch die
Induktivität mit einer wesentlich höheren Frequenz als der
Netzfrequenz der gleichgerichteten Wechselstromleistung erfolgt
aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Steuern der Einschaltzeit des Schalters (36) und damit der
Ladezeit der Induktivität (34) durch Vergleichen einer Ausgangs-
Gleichspannung mit einer festen Bezugsspannung,
Steuern der Abschaltzeit des Schalters (36) und damit der
Entladezeit der Induktivität durch Ausschalten des Schalters, bis
sich der Strom durch die Induktivität auf Null entlädt, wie dies
durch den Schalterkreis festgestellt wird, derart, dass sich die
Abschaltzeit des Schalters als eine Funktion des Induktivitäts-
Spitzenstromes während jeder Schaltperiode ändert,
dadurch gekennzeichnet, dass die Einschaltzeit dynamisch im
Verlauf
jeder
Periode
der
niederfrequenten
Netz-
Eingangswechselspannung geändert wird,
so dass die
Einschaltzeit um so länger ist, je kürzer die Abschaltzeit ist, und
umgekehrt, wobei die Einschaltzeit an den Nulldurchgängen der
Netz- Eingangswechselspannung geringfügig länger als an den
Spitzenamplituden
der
gleichgerichteten
Netz-
Eingangswechselspannung ist, um eine niedrige harmonische
Gesamtverzerrung zu erzielen“.
Hieran schließen sich die Patentansprüche 2 bis 10 an.
Der Hilfsantrag enthält die gleichen Ansprüche 1 bis 10 wie der Hauptantrag, jedoch in anderer Nummerierung. Die Ansprüche 1 bis 5 nach Hauptantrag werden
zu Ansprüchen 6 bis 10, die Ansprüche 6 bis 10 zu Ansprüchen 1 bis 5, wobei die
Rückbeziehung des Anspruchs 6 nach Hauptantrag im Anspruch 1 nach Hilfsantrag entfällt.
Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung und ein Verfahren zur
aktiven Leistungsfaktor-Korrektur (PFC) zu schaffen, bei der bzw. bei dem eine
geringere Anzahl von Bauteilen erforderlich ist (Sp. 1, Z. 48 bis 51 der geltenden
Beschreibung).
Die Anmelderin vertritt die Ansicht, der Anspruch 1 zeige hinreichend deutlich den
Unterschied zur einzigen Entgegenhaltung US 4 683 529 auf. Dort sei es nicht
bekannt, dass die Einschaltzeit dynamisch im Verlauf jeder Periode der niederfrequenten Netz-Eingangswechselspannung geändert wird. Vielmehr bleibe dort die
Einschaltzeit über die ganze Periode der niederfrequenten Netz-Eingangswechselspannung konstant, wie in Figur 8 gezeigt. Der Spannungsregler reagiere immer relativ langsam, was schon die in Figur 3 gezeigten Glättungsglieder zeigten,
und die Spannung am Kondensator 76 sei eine Gleichspannung. Es gebe somit
keinen Grund, anzunehmen, dass der Spannungsregler eine modulierte Einschaltzeit bewirke.
Wegen weiterer Einzelheiten wird auf den Akteninhalt verwiesen.
II.
Die zulässige Beschwerde konnte keinen Erfolg haben, weil das Verfahren nach
dem Anspruch 1 gemäß Hauptantrag sowie nach dem Anspruch 6 gemäß Hilfsantrag gegenüber dem Stand der Technik nicht neu ist.
Als zuständiger Fachmann ist hier ein Diplomingenieur (Univ.) der elektrischen
Energietechnik anzusehen, der Berufserfahrungen auf dem Gebiet der Entwicklung von Wechselspannungs-/Gleichspannungs-Leistungswandlern besitzt.
1.
Hauptantrag
1.1 Verständnis des Anspruchs 1
Im Anspruch 1 werden die Begriffe „gleichgerichtete Wechselspannungsleistung“,
„niederfrequente Netz-Eingangswechselspannung“, „Netz-Eingangswechselspannung“ und „gleichgerichtete Eingangswechselspannung“ verwendet. Der Fachmann versteht sie nach Überzeugung des Senats gleichermaßen als Umschreibung der gleichgerichteten, aber ungeglätteten Eingangsspannung, die aus
aneinandergereihten positiven Sinushalbwellen besteht. „Nulldurchgänge“ sind
dann die Nullstellen der Kurve (auch wenn es sich genau genommen nicht um
Durchgänge vom Positiven ins Negative oder umgekehrt handelt).
„Dass die Einschaltzeit dynamisch im Verlauf jeder Periode der niederfrequenten
Netz-Eingangswechselspannung geändert wird“ wird der Fachmann so verstehen,
dass sich die Einschaltzeit im Rhythmus der Sinushalbwellen ändert. Wie dies
erreicht wird, ist im Anspruch 1 nicht definiert. Das Ausführungsbeispiel nach
Figur 3 zeigt zwar, dass dazu die Ausschaltzeit ermittelt und
in dem
Kondensator 80 gespeichert wird, um darüber die Einschaltzeit zu beeinflussen
(Sp. 3, Z. 49 bis 57, Sp. 4, Z. 1 bis 16). Das ist aber nicht Gegenstand des
Anspruchs 1. Bezüglich dieses Merkmals sind somit alle Verfahren, die eine im
Rhythmus der Sinushalbwellen veränderliche Einschaltzeit zeigen, vom
Anspruch 1 umfasst.
1.2 Das Verfahren nach dem Anspruch 1 gemäß Hauptantrag ist nicht neu.
Die US 4 683 529 zeigt ein Verfahren zur Steuerung des Leistungsfaktors (Titel,
Abstract)
eines
Wechselspannungs-Gleichspannungs-Leistungswandlers
(Sperrwandler Fig. 1) mit Spannungsregler 202 („closed loop feedback system“,
Sp. 5, Z. 43 bis 56, Fig. 3), Induktivität 115 und Schalter 119. Der Zeitgeber für die
Einschalt- und Ausschaltzeit des Schalters 119 ist der Kondensator 712 in Figur 7.
Er kann über je zwei Pfade mit jeweils zwei Geschwindigkeiten ge- und entladen
werden:
Ein langsamer Ladepfad über den Widerstand 704,
ein schneller Ladepfad über den Transistor 703, dessen Stromstärke vom
Spannungsregler 202 (Fig. 3) vorgegeben wird,
ein langsamer Entladepfad über den Widerstand 724,
ein schneller Entladepfad über den Widerstand 721.
In der Nähe der Spannungsnulldurchgänge der Netz-Eingangswechselspannung
(Fig. 9, linke Spalte „valley of sine wave“) ist die Ausschaltzeit durch den schnellen
Entladepfad auf das Minimum von 10 Mikrosekunden festgelegt (Sp. 15, Z. 10 bis
13). Für die Einschaltzeit wird fest der Maximalwert von 45 Mikrosekunden
gewählt und durch den Widerstand 704 begrenzt und festgelegt (Sp. 12, Z. 57 bis
68, Sp. 14, Z. 66 bis Sp. 15, Z. 9).
Ein Reset Control Circuit 204, dargestellt in Figur 5, wertet die Spannung über die
Diode 120 (die während der Ausschaltzeiten den Strom der Induktivität 115 zum
Kondensator 121 und zum Verbraucher
führt) aus und stellt damit den
Stromnulldurchgang
fest
(Sp. 8, Z. 46 bis 53). Das
löst bei höheren
Eingangsspannungen in der Nähe der Spitzenamplitude (Fig. 9, 2. Sp. „Peak of
Sine Wave“) die schnelle Entladung des Kondensators 712 und damit das Ende
der Entlade- bzw. Abschaltzeit aus (Sp. 15, Z. 44, 45, 60 bis 65).
In diesem Bereich der Spitzenamplitude wird auch die Spannungsregelung nach
Figur 3 aktiv, wenn die Ausgangsspannung 390V überschreitet. Dann übersteigt
die Spannung an dem Anschluss 251 der Figur 7 den Wert von 4V, der
Transistor 703 beginnt zu leiten, öffnet den Schnell-Ladepfad über die Diode 708
und verkürzt die Ladezeit
- ausgehend von dem Maximalwert von
45 Mikrosekunden bei 390V
(4V an Anschluss 251) - auf bis
zu
0,5 Mikrosekunden bei 400V Ausgangsspannung, entsprechend 7,3V am
Anschluss 251 (Sp. 12, Z. 42 bis Sp. 13, Z. 14).
Dem Betrieb mit vorgewählter, maximaler Einschaltzeit und minimaler
Ausschaltzeit beim Spannungsnulldurchgang („Valley“, Fig. 9, Sp. 1) steht also ein
Betrieb mit gesteuerter oder geregelter, variabler Ein- und Ausschaltzeit im
Bereich der Spitzenamplituden („Peak“ Fig. 9, Sp. 2) gegenüber.
Damit ist in Übereinstimmung mit dem Verfahren nach Anspruchs 1 bekannt ein:
Verfahren zur Steuerung des Leistungsfaktors
in einen
Wechselspannungs-/Gleichspannungs-Leistungswandler
(Titel)
unter Verwendung einer Leistungsfaktor-Steuerschaltung (Fig. 1
bis 7), die eine
Induktivität 115, die zum Empfang der
gleichgerichteten Wechselspannungsleistung (ungeglättet vom
Gleichrichter 112, siehe Fig. 8A) angeschaltet ist, und einen
Schalterkreis 118 aufweist, der mit der Induktivität 115 verbunden
ist und einen Schalter 119 zum Ein- und Ausschalten des Stromes
durch die Induktivität mit einer wesentlich höheren Frequenz als
der Netzfrequenz der gleichgerichteten Wechselstromleistung
erfolgt (Fig. 8B, C, D) aufweist, wobei das Verfahren die folgenden
Schritte umfasst:
Steuern der Einschaltzeit des Schalters 119 und damit der
Ladezeit der Induktivität 115 durch Vergleichen (Vergleicher 306 in
Fig. 3) einer Ausgangs-Gleichspannung (voltage Feedback am
Anschluss 152
in Fig. 3) mit einer
festen Bezugsspannung
(6,2Vref am Anschluss 760 in Fig. 3),
Steuern der Abschaltzeit des Schalters 119 und damit der
Entladezeit der Induktivität durch Ausschalten des Schalters, bis
sich der Strom durch die Induktivität auf Null entlädt (Sp. 15, Z. 60
bis 65), wie dies durch den Schalterkreis festgestellt wird (Sp. 8,
Z. 46 bis 53), derart, dass sich die Abschaltzeit des Schalters als
eine Funktion des Induktivitäts-Spitzenstromes während jeder
Schaltperiode ändert (zwangsläufige Folge, wenn die Induktivität
vollständig bis zum Strom Null entladen wird).
Wie vorstehend ausgeführt, werden auch bei diesem Verfahren ausgehend von
maximaler Einschaltzeit und minimaler Ausschaltzeit im Bereich der (Spannungs-)
Nulldurchgänge die Einschaltzeiten im Bereich der Spitzenamplituden vermindert
und die Ausschaltzeiten vergrößert. Damit wird in weiterer Übereinstimmung mit
dem Verfahren nach Anspruch 1.
die Einschaltzeit dynamisch
im Verlauf
jeder Periode der
niederfrequenten Netz-Eingangswechselspannung geändert, so
dass die Einschaltzeit um so länger ist, je kürzer die Abschaltzeit
ist, und umgekehrt, wobei die Einschaltzeit an den
Nulldurchgängen der Netz-Eingangswechselspannung geringfügig
länger als an den Spitzenamplituden der gleichgerichteten Netz-
Eingangswechselspannung
(nämlich maximal)
ist, um eine
niedrige harmonische Gesamtverzerrung zu erzielen (Abstract,
Z. 1 bis 4, Sp. 1, Z. 6 bis 31).
Damit sind alle Merkmale des Anspruchs 1 aus diesem Stand der Technik bekannt.
1.3 Die Annahme eines trägen Spannungsreglers, der - wie die Anmelderin
meint - nicht auf den sinusförmigen Verlauf der Eingangsspannung reagiert,
widerspricht nach dem Verständnis des Senats schon dem Ziel dieses Verfahrens,
einen möglichst hohen Leistungsfaktor, also einen dem sinusförmigen
Spannungsverlauf möglichst genau folgenden Strom zu erhalten (Sp. 1, Z. 6 bis
Sp. 2, Z. 16). Der Spannungsregler enthält zwar die üblichen Glättungsglieder,
jedoch ist nicht entnehmbar, auf welche Frequenzen diese Glättungsglieder
abgestimmt sind. Aber auch ein relativ träger Regler müsste auf diese großen
Schwankungen der Eingangsspannung zwischen Null und 100% in gewissem
Maß reagieren.
Im Übrigen wird in Spalte 14 Zeile 66 bis Spalte 15, Zeile 9 (entspr. Fig. 9, Sp. 1,
Nulldurchgang) eine Spannungsgrenze nicht erwähnt, während in Sp. 15, Z. 44 bis
51 (Fig. 9, Sp. 2, Spitzenamplitude) ausdrücklich darauf hingewiesen wird, dass
die Maximalzeit von 45 Mikrosekunden nur bis zu einer Spannungsgrenze von
390 Volt eingestellt wird. Hier wird also ausdrücklich ein Unterschied gemacht
zwischen dem bedingungslos einzuhaltenden Maximalwert beim Nulldurchgang
und
der
spannungsabhängig
einzustellenden Einschaltzeit
bei
der
Spitzenamplitude.
1.4 Weitere Ansprüche
Mit dem Anspruch 1 nach Hauptantrag sind auch der diesem nebengeordnete
Vorrichtungsanspruch 6
sowie
die
auf
Anspruch 1
rückbezogenen
Unteransprüche 2 bis 5 und die auf Patentanspruch 6 rückbezogenen Unteransprüche 7 bis 10 nicht gewährbar, da über einen Antrag nur einheitlich
entschieden werden kann
(vgl. BGH GRUR 1997, 120
- Elektrisches
Speicherheizgerät).
2.
Aus dem gleichen Grund sind auch die inhaltlich gleichlautenden, lediglich
umnummerierten Ansprüche 1 bis 10 nach Hilfsantrag nicht gewährbar.
gez.
Unterschriften