Rechtsprechung / BPatG / 2008
BPatG Urteil vom 03.04.2008 – 10 Ni 19/07 (EU)
10. Senat
BUNDESPATENTGERICHT
IM NAMEN DES VOLKES
URTEIL§
Verkündet am 3. April 2008 …
In der Patentnichtigkeitssache
10 Ni 19/07 (EU)
(Aktenzeichen)
… 08.05
…
betreffend das europäische Patent 1 171 695
(DE 500 00 760)
hat der 10. Senat (Juristischer Beschwerdesenat und Nichtigkeitssenat) des Bundespatentgerichts auf Grund der mündlichen Verhandlung vom 3. April 2008 unter
Mitwirkung des Vorsitzenden Richters Schülke, des Richters
Dipl.-Ing. Dr. Pösentrup, der Richterin Püschel sowie der Richter Dipl.-Ing. Frühauf
und Dipl.-Ing. Hilber
für Recht erkannt:
I. Das europäische Patent 1 171 695 wird mit Wirkung für das
Hoheitsgebiet der Bundesrepublik Deutschland im Umfange
der Patentansprüche 1 bis 12 teilweise für nichtig erklärt.
II.
Im Übrigen wird die Klage abgewiesen.
III. Von den Kosten des Rechtsstreits trägt die Klägerin 1/10, die
Beklagte 9/10.
IV. Das Urteil ist gegen Sicherheitsleistung in Höhe von 120 %
des zu vollstreckenden Betrages vorläufig vollstreckbar.
Tatbestand§
Die Beklagte ist im Register des Deutschen Patent- und Markenamts eingetragene
Inhaberin des am 24. März 2000 angemeldeten und in der Verfahrenssprache
Deutsch u. a. mit Wirkung für die Bundesrepublik Deutschland erteilten europäischen Patents 1 171 695 (Streitpatent), das beim Deutschen Patent- und Markenamt unter dem Aktenzeichen DE 500 00 760 geführt wird. Das Patent nimmt die
Priorität einer Patentanmeldung in der Schweiz vom 22. April 1999 in Anspruch.
Es trägt die Bezeichnung „Verfahren und Einrichtung zur Überwachung von Gleitlagern einer Hubkolben-Maschine, insbesondere eines Verbrennungsmotors“ und
umfasst 14 Patentansprüche. Der Patentanspruch 1 und die ihm nachgeordneten
Patentansprüche 2 bis 6 sind auf ein Verfahren, der Patentanspruch 7 und die ihm
nachgeordneten Patentansprüche 8 bis 14 auf eine Einrichtung zur Durchführung
des Verfahrens gerichtet.
Die Patentansprüche haben folgenden Wortlaut:
1. Verfahren zur Überwachung von Gleitlagern einer Hubkolben-Maschine, insbesondere eines Verbrennungsmotors, bei
der mindestens in einem Zylinder (Z1, Z2, Z3) ein verschieblicher Kolben (13) über eine Pleuelstange (9) mit einer Kurbelwelle (1) verbunden ist, wobei ein Thermostrom (l), der
jeweils beim Abreißen eines Schmierfilmes (5) zwischen sich
relativ zueinander bewegenden Lagerteilen aus unterschiedlichen, elektrisch leitenden Werkstoffen und auf Grund eines
Temperaturgradienten
an
einem
solchen Gleitlager (2a, 10, 11) entsteht, in einem Steuergerät (14) als Steuersignal benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der
Thermostrom (l) vergrößert und gespreizt wird und in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Kurbelwelle (1) über mindestens
ein Arbeitspiel auf signifikante Symptome der Gleitlager (2a, 10, 11) abgefragt wird, wobei beim Auftreten eines
signifikanten Symptoms ein Steuersignal für einen Schaden
eines bestimmten Gleitlagers ausgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass man für die Ermittlung des Steuersignals eines Gleitlagers als Parameter die Winkelstellung wählt, in der die
Schmierfilmdicke während des Normalbetriebes am kleinsten
ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man für die Ermittlung des Steuersignals eines
Gleitlagers als Parameter die Verlagerungsbahn des Lagerzapfens wählt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man für die Ermittlung des Steuersignals als Parameter die Stellung der Kurbelwelle (1) wählt, in
der sich der zugehörige Kolben (13) im Bereich des oberen
Totpunktes (OT) in der \/erdichtungsphase befindet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man für die Ermittlung des Steuersignals als Parameter das Drehmoment und/oder die Drehzahl
der Kurbelwelle (1) verwendet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man den Thermostrom (l) bei einem
Verbrennungsmotor in Abhängigkeit von der Zündfolge der
Zylinder (Z1, Z2, Z3) setzt.
7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 6, mit einem mittels Leitungen (16, 17)
einerseits mit dem Gehäuse (7) und andererseits mit der
Kurbelwelle (1) der Hubkolben-Maschine verbindbaren Steuergerät (14), welches bei Auftreten eines Thermostromes (l)
ein Steuersignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass
das Steuergerät (14) Mittel enthält, die den Thermostrom (l)
vergrößern und spreizen und in Abhängigkeit von einem
Drehwinkelsignal der Kurbelwelle (1) über mindestens ein
Arbeitspiel auf
signifikante Symptome der Gleitlager (2a, 10, 11) abfragen, wobei die Mittel beim Auftreten eines signifikanten Symptoms ein Steuersignal für einen
Schaden eines bestimmten Gleitlagers ausgeben.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass mit dem Steuergerät (14) Mittel zur Erfassung der Totpunkt-Stellungen des Kolbens (13) verbunden sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet dass sie ein mit der Kurbelwelle (1) der Hubkolben-Maschine verbindbares Übermittlungsgerät (30) für den Thermostrom (l) aufweist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
dass das Übermittlungsgerät (30) einen Drehgeber (20) zur
Erfassung der Winkellage und der Drehzahl der Kurbelwelle (1) aufweist.
11. Einrichtung
nach
Anspruch 9
oder 10,
dadurch
gekennzeichnet, dass das Übermittlungsgerät (30) einen
Kollektor (18) mit mehreren über den Umfang und vorzugsweise auf verschiedene mit der Kurbelwelle (1) koppelbare
Umlaufbahnen (60) verteilten Schleifkontakten (58) aufweist,
die mittels Federarme (59) mit einem den Abtastbereich umgebenden feststehenden Gehäuseteil (53) verbunden sind.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, dass das Übermittlungsgerät (30) mindestens einen mit der Kurbelwelle (1) koppelbaren Beschleunigungsgeber (42) aufweist.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, dass das Übermittlungsgerät (30) einen
mit der Kurbelwelle (1) koaxial verbindbaren Adapter (31)
aufweist, der über eine flexible Koppelungsvorrichtung (43)
mit einer Welle (44) verbunden ist, die in einem ortsfesten
Gehäuse (53) gelagert ist, an dem Leitungen (17, 23) des
Übermittlungsgerätes (30) zum Steuergerät (14) angeschlossen sind.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
dass die flexible Koppelungsvorrichtung (43) zwei koaxial
übereinander angeordnete Hohlzylinder (45, 46) aufweist, die
jeweils mehrere bis auf einen Verbindungssteg (47, 48) über
den ganzen Umfang verlaufende Umfangsschlitze (49, 50)
aufweisen, wobei die Verbindungsstege (47, 48) benachbarter Umfangsschlitze (49, 50) um 180 ° versetzt sind und
überdies die Verbindungsstege (47, 48) der beiden Hohlzylinder (45, 46) um 90 ° zueinander versetzt sind, wobei weiter
die beiden Hohlzylinder (45, 46) an einem Ende miteinander
und am anderen Ende einerseits mit dem Adapter (31) und
andererseits mit der Welle (44) verbunden sind.
Die Klägerin macht geltend, der Gegenstand des Streitpatents sei nicht patentfähig, weil er nicht neu sei, zumindest aber nicht auf einer erfinderischen Tätigkeit
beruhe.
Sie beruft sich auf den Stand der Technik nach den im europäischen Erteilungsverfahren bereits berücksichtigten Druckschriften
EP 0 141 348 B1
EP 0 203 910 B1
EP 0 021 524 A1
US 4 109 506
US 4 167 172
US 4 406 169,
ferner auf den Stand der Technik nach Druckschrift
DE 33 38 420 C2 und
Prospekt „Schaller BEAROMOS“.
Des Weiteren macht sie geltend, die Lehre des Streitpatents sei im Umfang der
Ansprüche 1, 2, 5, 7, 9, 10 und 12 durch einen Vortrag auf einem am
26./27. November 1998 in Blieskastel durchgeführten Meeting von Sicherheitsexperten von Herstellern, Versicherern und Betreibern von Groß-Dieselmotoren mit
Vertretern der Classification Societies offenkundig geworden. Zum Nachweis,
dass diese Veranstaltung stattgefunden hat und dem Streitpatent gemäße Fachthemen behandelt worden seien, hat sie einen Bericht des Conseil International
Des Machines A Combustion (CIMAG) mit dem Titel „Measures against severe
damage of large combustion engines caused by oil mist explosions or over speed“
vorgelegt, der nach übereinstimmenden Angaben der Klägerin und der Beklagten
im Jahre 2001 veröffentlicht worden sein soll. Zum Nachweis der mündlichen Offenbarung der Lehre des Streitpatents auf der Vortragsveranstaltung hat die Klägerin Teilnehmer des Meetings benannt und als Zeugen angeboten.
Die Klägerin stellt den Antrag,
das europäische Patent 1 171 695 mit Wirkung für das Hoheitsgebiet der Bundesrepublik Deutschland für nichtig zu erklären.
Die Beklagte stellt den Antrag,
die Nichtigkeitsklage abzuweisen.
Sie tritt dem Vorbringen der Klägerin in allen Punkten entgegen und hält den Gegenstand des Streitpatents gegenüber dem entgegengehaltenen Stand der Technik für patentfähig.
Entscheidungsgründe§
Die zulässige Klage erweist sich als teilweise begründet. Der geltend gemachte
Nichtigkeitsgrund liegt für die Gegenstände der Ansprüche 1 bis 12, nicht aber für
die Gegenstände der Ansprüche 13 und 14 des Streitpatents vor (Art. II § 6 Abs. 1
Nr. 1 IntPatÜG, Art. 138 Abs. 1 lit. a und Abs. 2, Art. 52 bis 57 EPÜ).
I.
Das Streitpatent betrifft ein Verfahren zur Überwachung von Gleitlagern einer
Hubkolben-Maschine, insbesondere eines Verbrennungsmotors, und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Gemäß Streitpatentschrift (Abs. 0002)
ist ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Einrichtung aus der Druckschrift
EP 0 141 348 B1 bekannt. Die sich relativ zueinander bewegenden, durch den
Schmierfilm getrennten beiden Lagerteile der bekannten Vorrichtung bestünden
aus unterschiedlichen, elektrisch leitenden Werkstoffen und seien Teil eines durch
die Schmierstelle gehenden elektrischen Stromkreises mit einer Spannungsquelle
(am Ort der sich ggf. berührenden Lagerteile) sowie einer äußeren, als elektrischer Widerstand ausgebildeter Verbindung. Bei durch Abriss des Schmierfilms
sich ergebender großflächiger, einen Hitzeschaden ankündigender metallischer
Berührung der Lagerteile verringere sich der Stromkreiswiderstand an dieser Berührungsstelle und zugleich entstehe dort aufgrund der Reibungswärme eine galvanisch erzeugte Thermospannung mit nachfolgendem Stromfluss im Stromkreis.
Der an dem äußeren Widerstand erfasste Spannungsabfall werde dazu verwendet, ein Steuersignal auszugeben, das z. B. ein Anhalten des Verbrennungsmotors oder das Ansprechen einer Alarmanlage auslösen könne, wobei zweckmäßigerweise das Steuersignal in Fällen unterdrückt werde, in denen die Spannungsspitzen unter einer vorher bestimmten zeitlichen Häufigkeit blieben und/oder die
Spannung keine tendenziell ansteigende Amplitude aufweise.
Da bei der gleichzeitigen Überwachung mehrerer Gleitlager es nicht möglich sei,
anhand des Thermostroms festzustellen, von welchem Lager der Thermostrom
ausgehe, sei gemäß EP 0 141 348 B1 vorgesehen, die einzelnen Schmierstellen
mit einer zusätzlichen Thermoüberwachung auszurüsten und die an den einzelnen
Gleitlagern auftretenden Temperaturen zu vergleichen, um einen Lagerschaden
einem bestimmten Lager zuordnen zu können. Diese Maßnahme sei jedoch relativ
aufwendig und insbesondere nicht geeignet für Gleitlager, an denen keine zusätzliche Thermoüberwachung angebracht werden könne, wie beispielsweise bei
Pleuellagern und Kolbenbolzenlagern.
Vor diesem Hintergrund ist gemäß Streitpatentschrift die Aufgabe gestellt, ein
Verfahren und eine Einrichtung zur Überwachung von Gleitlagern einer Hubkolben-Maschine weiter zu verbessern (Abs. 0004).
Diese Aufgabe wird gelöst gemäß Anspruch 1 durch ein
1. Verfahren zur Überwachung von Gleitlagern einer Hubkolben-Maschine, bei der mindestens in einem Zylinder ein verschieblicher Kolben über eine Pleuelstange mit einer Kurbelwelle verbunden ist,
bei dem
2.
ein Thermostrom in einem Steuergerät als Steuersignal benutzt wird,
2.1 der jeweils beim Abreißen eines Schmierfilmes zwischen sich relativ zueinander bewegenden Lagerteilen aus unterschiedlichen, elektrisch leitenden
Werkstoffen
2.2 und auf Grund eines Temperaturgradienten an einem solchen Gleitlager entsteht,
3.
4.
der Thermostrom vergrößert und gespreizt wird und
in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Kurbelwelle über
mindestens ein Arbeitsspiel auf signifikante Symptome der
Gleitlager abgefragt wird,
5. wobei beim Auftreten eines signifikanten Symptoms ein
Steuersignal für einen Schaden eines bestimmten Gleitlagers
ausgegeben wird.
und gemäß Anspruch 7 durch eine
1. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 6 mit
2.
einem Steuergerät, das mittels Leitungen
2.1. einerseits mit dem Gehäuse und
2.2. andererseits mit der Kurbelwelle der Hubkolbenmaschine verbindbar ist,
3.
das Steuergerät bei Auftreten eines Thermostromes ein
Steuersignal abgibt,
4.
das Steuergerät Mittel enthält, die
4.1. den Thermostrom vergrößern und spreizen und
4.2. in Abhängigkeit von einem Drehwinkelsignal der
Kurbelwelle über mindestens ein Arbeitsspiel auf
signifikante Symptome der Gleitlager abfragen,
5.
die Mittel beim Auftreten eines signifikanten Symptoms ein
Steuersignal für einen Schaden eines bestimmten Gleitlagers
ausgeben.
II.
Als Fachmann ist im vorliegenden Fall ein Fachhochschulingenieur des Maschinenbaus anzusehen, der über langjährige Erfahrung auf dem Gebiet der Gleitlagerung von Wellen und der Prävention von Lagerschäden bei Hubkolben-Maschinen
verfügt und die erforderlichen mess- und steuerungstechnischen Kenntnisse zur
Analyse und Signalisierung von Lagerzuständen besitzt bzw. hierfür die Unterstützung eines Mess- und Steuerungsfachmannes in Anspruch nimmt.
1. Die Gegenstände der Patentansprüche 1 bis 12 sind nicht patentfähig, denn
sie beruhen nicht auf einer erfinderischen Tätigkeit.
1.1 Zum Begriff „Thermostrom“
Nach den Ausführungen zum Stand der Technik in der Streitpatentschrift ergibt
sich nach einem Schmierfilmabriss durch metallische Reibung im Gleitlager eine
Thermospannung mit einem daraus resultierenden Thermostrom, der in einem
Stromkreis über einen äußeren elektrischen Widerstand geleitet wird. Der Spannungsabfall an diesem Widerstand wird erfasst und für die Auslösung eines Steuersignals herangezogen (Sp. 1 Z. 40-43). Das ist ebenfalls beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 der Streitpatentschrift so beschrieben (Sp. 5 Z. 45-51). Entsprechend ist in den Diagrammen der Figuren 3 und 4 der Streitpatentschrift an der
Ordinate der Spannungsabfall U in mV an dem niederohmig gewählten äußeren
Widerstand (Sp. 1 Z. 43-45) aufgetragen, der jedoch einerseits proportional zur
am Gleitlager erzeugten Thermospannung, andererseits wegen der Gültigkeit des
Ohm’schen Gesetzes proportional zum Thermostrom ist. Da der im Steuergerät
ausgewertete Spannungsabfall an dem äußeren Widerstand somit den Thermostrom repräsentiert, ist es gerechtfertigt, in der Beschreibung und den Patentansprüchen des Streitpatents vom Thermostrom als dem auszuwertenden Signal zu
sprechen.
1.2 Zum Verfahren nach Patentanspruch 1:
In der Patentschrift EP 0 141 348 B1, die auf die Beklagte zurückgeht und von der
das Streitpatent als nächstkommendem Stand der Technik ausgeht, ist ausgeführt, dass bei der Überwachung von Lagerstellen insbesondere an größeren Maschinen, wie z. B. von Kurbelwellenlagern an Schiffsdieselmotoren, es von Wichtigkeit sei, dass schon vor Beginn eines Lagerschadens sofort der Abriss der
Schmierung angezeigt werde und Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, damit es
nicht zu einer Zerstörung des Lagers und der Kurbelwelle und damit zu einem
Ausfall der (Hubkolben-)Maschine komme (Sp. 1 Z. 11-21). Hierzu werde angestrebt, die Schmierstellen unter Ausnutzung der bei metallischer Berührung der
Gleitlagerteile, z. B. eine aus Stahl bestehende Welle und ein mit einer
Gleitschicht aus Weißmetall beschichtete Lagerschale, entstehenden Thermospannung zu überwachen (Sp. 2 Z. 39-43, 50-55). Die Ausbildung der äußeren
Verbindung des (durch die Welle einerseits und das Lager und Gehäuse
andererseits gebildeten) Stromkreises als niederohmiger Widerstand gewährleiste,
dass im Gefahrenfalle nur bei einer niederohmigen, d. h. großflächigen Berührung
von Welle und Lager, die Reibungshitze einen genügend kräftigen Stromfluss
erzeuge, der an dem äußeren Widerstand einen für die Auswertung genügend
großen Spannungsabfall hervorbringe (Sp. 2 Z. 55 bis Sp. 3 Z. 1). Beim Ansteigen
des Spannungsabfalls werde über einen vorgegebenen Schwellwert ein Alarm-
oder Schaltsignal ausgelöst und nachfolgend der Antrieb für das bewegliche Teil
an der Lagerstelle, also für die Welle, selbsttätig gedrosselt oder abgeschaltet
(Sp. 4 Z. 29-44). Es wird somit ein den Thermostrom repräsentierendes Signal
ausgewertet und abhängig von signifikanten Ausschlägen ein Steuersignal zum
selbsttätigen Abschalten der Maschine erzeugt. Ein selbsttätiges Abschalten von
Einrichtungen abhängig von erfassten Messgrößen setzt bekanntermaßen die
Verwendung eines Steuergerätes voraus, so dass ein solches
in der
Entgegenhaltung mitzulesen ist, wie auch durch die Aufnahme dieses Merkmals in
den Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Ausdruck gebracht ist. Somit sind die
Merkmale 1 bis 2.2 des angefochtenen Anspruchs 1 aus der EP 0 141 348 B1
bekannt.
Ausgehend von der Erkenntnis, dass zur Ermittlung des Schadensortes bei der
bekannten Gleitlager-Überwachungseinrichtung aufwendige Maßnahmen, hier zusätzliche Temperaturmesseinrichtungen an den jeweiligen Lagern, erforderlich
sind, die zudem nicht geeignet sind, an ortsveränderlichen Gleitlagern, z. B. für
Pleuel oder Kolbenbolzen, angeordnet zu werden, lehrt der Patentanspruch 1 zur
Lokalisierung des Schadensortes gemäß seinen Merkmalen 3 bis 5 im Kern, das
Thermostromsignal zu verstärken, zeitlich zu spreizen und über ein Arbeitsspiel
mit dem Kurbelwellenwinkel zu korrelieren und abhängig vom Auftreten eines signifikanten Symptoms eines Gleitlagers ein Steuersignal für den Schaden eines
bestimmten Gleitlagers auszugeben.
Die Streitpatentschrift versteht unter signifikanten Symptomen der jeweiligen
Gleitlager im Schadensfalle auftretende einzelne, fortlaufend (periodisch) wiederkehrende hohe Kurvenausschläge, ggf. in Verbindung mit einer bestimmten Kurvenform, die anhand der Winkelstellung einem bestimmten Gleitlager zuzuordnen
sind (Sp. 2 Z. 28-35, Z. 53-57). Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die
Ausschläge in der Regel zeitlich begrenzt sind, weil aufgrund des Fortgangs der
Kurbelwellendrehung die Lager wieder entlastet werden und somit der Stromkreis
wieder unterbrochen wird. Auch andere Veränderungen des Signalverlaufs, z. B.
infolge eines Lastwechsels und/oder unterschiedlicher Drehzahlen und Belastungen, können signifikante Hinweise auf ein bestimmtes Gleitlager liefern (Sp. 2
Z. 57 bis Sp. 3 Z. 12). Das bedeutet, dass die signifikanten Symptome der Gleitlager, seien es Grundlager, Pleuel- oder Kolbenbolzenlager, durch die Konstruktion
der Hubkolben-Maschine und ihren Betrieb vorgegebene Merkmale darstellen, die
sich bei Vorliegen eines geschlossenen Stromkreises in der Thermostromkurve
durch besondere Ausschläge widerspiegeln, unabhängig davon, ob der Signalverlauf über der Zeit (ggf. mit sich wiederholenden Abschnitten entsprechend einem Arbeitsspiel) - wie in EP 0 141 348 B1 - oder über den Kurbelwellenwinkel
während eines Arbeitsspiels wie gemäß Streitpatent ausgewertet wird.
Der Senat ist zur Überzeugung gelangt, dass die verbleibenden Unterschiedsmerkmale gegenüber dem bekannten Verfahren nach EP 0 141 348 B1 eine erfinderische Lehre des angefochtenen Anspruchs 1 nicht zu begründen vermögen.
Das Merkmal 3 des Anspruchs 1, den Thermostrom (elektronisch) zu vergrößern
und zu spreizen (StrPS Sp. 2 Z. 28-30), betrifft - unbestritten - eine in der Mess-
und Steuerungstechnik übliche Maßnahme, beispielsweise zur bildlichen Darstellung und/oder zur Genauigkeitserhöhung der Auswertung von Mess-Signalen
nach besonderen Kriterien. Sofern der Fachmann sie nicht schon in der
EP 0 141 348 B1 mitliest, weil die Verwendung eines Verstärkers 14 für das auszuwertende Spannungssignal (Sp. 6 Z. 65 bis Sp.7 Z. 5) und der in Fig. 5 gezeigte
Thermostromverlauf über der Zeit in Verbindung mit der Auswertungsaufgabe, ein
Alarmsignal trotz Überschreitung des Signal-Schwellwertes durch kurzzeitige
Spannungsabfall- bzw. Thermostromspitzen so lange zu unterdrücken, bis eine
vorbestimmte zeitliche Häufigkeit der Signalspitzen mit ansteigender Tendenz der
Amplitude auftritt (Sp. 4 Z. 45-49), in diese Richtung weisen, überschreitet ihre
Anwendung jedenfalls nicht den Bereich seines fachnotorischen Handelns.
Wie oben ausgeführt, kann bei ein und derselben Hubkolben-Maschine mit den
nach EP 0 141 348 B1 und nach Streitpatent übereinstimmenden Vorrichtungen
zur Erfassung des Thermospannungsabfalls am äußeren Widerstand des Stromkreises auch nur eine - von unterschiedlichen Verstärkungen und Spreizungen
abgesehen - übereinstimmende Spannungsabfall- bzw. Thermostromkurve gewonnen werden. Aufgrund der Erfassung des Thermostroms als Funktion der Zeit
haben die Erfinder des Gegenstandes der EP 0 141 348 B1 den Mangel, hieraus
nicht auf den Ort des eingetretenen Lagerschadens schließen zu können, erkannt
und für Abhilfe durch zusätzliche Erfassung der Temperatur an jedem stationären
Gleitlager mittels eines Thermoelements gesorgt, wobei jedoch die beweglichen
Gleitlager, Pleuel- und Kolbenbolzenlager, bei denen eine Temperaturmessung
offensichtlich nur mit erheblichem Aufwand zu realisieren gewesen wäre, unberücksichtigt geblieben sind. Da ein Pleuellagerschaden (am Kurbelzapfen oder am
Kolbenbolzen) jedoch ebenso einen signifikanten Spannungs- bzw. Thermostromausschlag liefert (sofern über wenigstens einen Kolbenringkontakt mit der Zylinderwand ein geschlossener Stromkreis überhaupt vorliegt), ist er im bekannten
Fall dadurch als eingetreten feststellbar, dass die zugleich erfolgenden Temperaturmessungen an den stationären Grund- oder Hauptlagern keine relevanten Unterschiede zeigen. Es bleibt dennoch unbestimmt, an welchem Gleitlager des
Pleuels (Kurbelzapfen oder Kolbenbolzen) und bei welchem Pleuel von mehreren
Zylindern der Pleuel-Lagerschaden eingetreten ist.
Vor diesem beim Betrieb einer Hubkolbenmaschine mit Gleitlager-Überwachungseinrichtung nach EP 0 141 348 B1 sich zwangsläufig einstellenden Mangel der
Lokalisierbarkeit eines Lagerschadens stehend, wird der Fachmann aufgrund seiner Kenntnis der kurbelwinkelabhängigen Lage der Schadensbilder bei Gleitlagern
von Hubkolbenmaschinen dazu angeregt, das Thermostromsignal mit dem Kurbelwellenwinkel zu korrelieren, um Hinweise auf den Ort des beschädigten Gleitlagers zu erhalten. Denn der Schadenseintritt ist – wie auch in der Streitpatentschrift als Fachwissen dargestellt (Abs. 0010) - dort am ehesten zu erwarten, wo
unter den Belastungen des Hubkolben-Maschinenbetriebs über ein Arbeitsspiel
wiederkehrend der Schmierspalt im Lager seine geringste Dicke aufweist, wobei
die bei unterschiedlichen Lagern (Pleuel- oder Kurbelwellenlager) voneinander
abweichende Umfangslage des geringsten Schmierspaltes jedes Lagers - jedenfalls bei einem durch Motordrehzahl und Motorlast gegebenen Belastungsfall - in
einer festen geometrischen Beziehung zum Kurbelwellenwinkel steht. Last- und
drehzahlabhängige Abweichungen dieser Beziehung wird der Fachmann bei Bedarf berücksichtigen. Wenn zudem bei Mehrzylinder-Hubkolbenmaschinen mehrere Zylinder geometrisch gleichartig in Bezug auf die Kurbelwelle angeordnet
sind, wird der Fachmann zwangsläufig weitere Betriebsparameter der Maschine,
beispielsweise die Zündfolge und die Totpunktlagen von Kolben bei Brennkraftmaschinen, heranziehen müssen, um den Schadensort zweifelsfrei einem bestimmten Gleitlager zuordnen zu können. Hat der Fachmann aber erkannt, dass
der Kurbelwinkel von Relevanz für die Ermittlung des Ortes des beschädigten
Gleitlagers ist, ergibt sich für ihn die Notwendigkeit, sich ein Bild von den Belastungen jedes einzelnen Lagers abhängig von den vorgegebenen und bekannten
Einflussgrößen aus Konstruktion und Betrieb der Hubkolben-Maschine zu verschaffen, um daraus signifikante Symptome eines jeden Gleitlagers bestimmen
und das Thermostromsignal dann auch entsprechend auswerten zu können. Diese
Zusammenhänge sind dem Grundlagenwissen des Fachmannes zuzurechnen.
Ihre bedarfsweise Berücksichtigung überschreitet nicht den Bereich seines fachlichen Könnens und Handelns. Die Ausgabe eines Steuersignals abhängig vom
Auftreten eines signifikanten Symptoms der Thermostromkurve ist in Kenntnis der
EP 0 141 348 B1, gemäß der ein Steuersignal abhängig vom Erreichen eines bestimmten Schwellwertes ausgegeben wird, nur noch ein einfacher Verfahrensschritt.
Als Beleg dafür, dass zur Lokalisierung des Ortes eines Lagerschadens bei einer
Brennkraftmaschine die Korrelation eines die Lagerzustände abbildenden elektrischen Signals mit dem Kurbelwellenwinkel schon vorbekannt war, wird noch auf
die Patentschrift EP 0 203 910 B1 verwiesen. Diese befasst sich mit einem Messverfahren zur Gewinnung von Daten über Lagerschäden einer Brennkraftmaschine (Sp. 1 Z. 3-6), mit dem Ziel, bereits bei kleinen Lagerschäden den Ort des
Schadens sowie den Lagertyp zweifelsfrei feststellen zu können (Sp. 2 Z. 1-5).
Dazu werden die Druckschwingungen im druckseitigen Ölkreislauf aufgenommen
und in ein elektrisches Signal als Funktion des Drehwinkels der Kurbelwelle umgewandelt (Sp. 2 Z. 6-11). Unter Berücksichtigung des Kurbelwinkels wird dieses
ggf. vorher verstärkte Signal digitalisiert und in einem Datenspeicher (Fig. 3
Pos. 34) abgelegt (Sp. 2 Z. 15-19). Aufgrund der Korrelation mit dem Kurbelwinkel
ist dafür gesorgt, dass der zeitliche Bezug der Daten zu motorspezifischen Parametern erhalten bleibt (Sp. 2 Z. 33-40). Aus diesen Daten werden u. a. die Extremwerte bestimmt und aus deren Lage auf die Nummer des schadhaften Zylinders bzw. dessen zugehörigen Haupt- oder Pleuellager geschlossen (Sp. 2 Z. 28-
32, 49-54; Sp. 7 Z. 37-44). Auch hier muss der Fachmann lagerspezifische Merkmale kennen, um eine Zuordnung von Signalausschlägen zu einem bestimmten
Lager treffen zu können. Beispielsweise ist in Figur 4 der Fall aufgezeigt, den Ort
eines Pleuellagerschadens durch Vergleich eines vorbestimmten Drucksignals (V)
über der Zeit ohne Lagerschaden („Gutzustand“) mit einem im Brennkraftmaschinenbetrieb aufgrund eines Pleuellagerschadens erfassten Drucksignal (V’) herzuleiten, indem ein Extremwert der als elektrisches Signal abgebildeten Druckschwingung, hier z. B. die Druckabsenkung von minus 39,5 auf minus 268 mbar,
festgestellt und der vorausgegangenen Zündung, hier im Zylinder 4, aufgrund der
bekannten Zündfolge, dargestellt über den 720 °-Kurbelwinkelbereich eines Motorzyklus bzw. Arbeitsspiels, dem Pleuellager dieses Zylinders zugeordnet wird
(Sp. 7 Z. 45 bis Sp. 8 Z. 8).
Die gemäß EP 0 203 910 B1 gegenüber EP 0 141 348 B1 zweifellos andere Erfassung des Schadenssignals für die Gleitlager - hier ein Öldruck, dort eine Thermospannung - verstellt dem Fachmann nicht den Blick dafür, dass es für die Ermittlung des Schadensortes nicht auf diesen Unterschied der Signalquelle ankommt, sondern das Aufgreifen der Korrelation des Signals mit dem Kurbelwellenwinkel ausschließlich dem Zweck dient, Ausschläge eines lagerspezifischen
Mess-Signals unter Berücksichtigung der betrieblichen und baulichen Gegebenheiten einer Hubkolben-Maschine einem Zylinder bzw. Gleitlagern eines Zylinders
zuordnen zu können. Die EP 0 203 910 B1 gibt dem Fachmann daher nicht zusätzlich auch Veranlassung, das Verfahren zur Gewinnung des Schadenssignals
mittels Verwendung einer Thermospannungsquelle an den Gleitlagern einer Hubkolben-Maschine nach EP 0 141 348 B1 zugunsten einer Öldruckerfassung gemäß EP 0 203 910 B1 aufzugeben.
Mit der danach bei dem Verfahren nach EP 0 141 348 B1 aufgrund der Kenntnisse
des Fachmannes und/oder aufgrund der Anregung aus EP 0 203 910 B1 nahe liegenden Ortsbestimmung eines Lagerschadens durch Korrelation des Thermostromsignals mit dem Kurbelwinkel, ergibt sich die Lehre des Anspruchs 1 für den
Fachmann ohne erfinderisches Zutun.
1.3 Zu den Verfahrensansprüchen 2 bis 6
Gemäß den Ansprüchen 2 bis 5 sollen Parameter der Brennkraftmaschine für die
Ermittlung des Steuersignals eines Gleitlagers berücksichtigt werden. Gemeint ist,
dass die angegebenen Parameter mit zur Auswertung der Thermostromkurve
verwendet werden (Abs. 0009-0011) und insoweit das auszugebende Steuersignal
beeinflussen.
Die Merkmale der Ansprüche 2 bis 5 begründen keine erfinderische Tätigkeit.
Wenn der Fachmann bereits zur Lehre des Anspruchs 1 in nahe liegender Weise
gelangt ist, steht er - wie oben schon ausgeführt - vor der Aufgabe, die möglichen
Einflüsse von Lagerschäden einerseits und Betriebsbedingungen der Hubkolben-
Maschine andererseits auf die Entstehung und den zeitlichen bzw. kurbelwinkelabhängigen Verlauf der Thermostromkurve zu analysieren, um später im Rückkehrschluss von signifikanten Ausschlägen der Thermostromkurve zuverlässig auf ein
bestimmtes Lager schließen zu können. Diese Analyse beruht auf der Anwendung
der dem Fachmann bekannten Wirkzusammenhänge bei Brennkraftmaschinen
und erfordert demzufolge lediglich fachnotorische Anstrengungen.
Dass die Position der geringsten Schmierfilmdicken bei einem Gleitlager im
Normalbetrieb (Anspruch 2) wegen der dort mit größter Wahrscheinlichkeit zu erwartenden Schadensentstehung als Parameter höchst relevant ist, liegt auf der
Hand. Die Erfassung der Verlagerungsbahn eines Lagerzapfens (Anspruch 3)
stellt eine im Griffbereich des Fachmannes liegende Möglichkeit dar, sich Aufschluss über die Umfangslage des geringsten Spaltes in einem Gleitlager zu verschaffen. Von besonderer Relevanz für die Schadensentstehung in Lagern sind
naturgemäß die höchsten auftretenden Kräfte auf die Kolben-/Pleuelgruppe. Sie
sind drehmoment- und drehzahlabhängig und am größten, wenn der Kolben sich
im Bereich des oberen Totpunktes in der Verdichtungsphase befindet. Somit wird
der Fachmann auch diese Größen als Parameter für die Auswertung der Thermostromkurve in Betracht ziehen (Ansprüche 4 und 5).
Die zusätzliche Berücksichtigung der Zündfolge zur Identifizierung eines Zylinders
bzw. seiner Lager gemäß Anspruch 6 liegt für einen Fachmann ebenfalls auf der
Hand und ist - wie schon ausgeführt - aus EP 0 203 910 B1 (Fig. 4 bis 6) bekannt.
1.4 Zum Patentanspruch 7
Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 ist im Umfang
der Oberbegriffsmerkmale (Merkmale 1 bis 3 nach Merkmalsgliederung) unstreitig
ebenfalls aus EP 0 141 348 B1 bekannt. Dem kennzeichnenden Teil ist als erfindungswesentlich zu entnehmen, dass das Steuergerät - nicht näher bestimmte -
Mittel enthält, die im Kennzeichen des Anspruchs 1 (Merkmale 3 bis 5) beanspruchten Verfahrensschritte auszuführen. Dass am Prioritätstag geeignete Mittel
zur Durchführung der Verfahrensschritte zur Verfügung standen, hat die Beklagte
zu Recht nicht in Frage gestellt. Aufgrund des Naheliegens des Verfahrens nach
Anspruch 1 kann somit auch die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 7 eine erfinderische Tätigkeit nicht mehr begründen.
1.5 Zu den Patentansprüchen 8 bis 12:
Mittel zur Erfassung der Totpunkt-Stellungen des Kolbens (Anspruch 8) waren
zum Prioritätstag des Streitpatents in nahezu allen Brennkraftmaschinensteuerungen üblich. Ein mit der Kurbelwelle der Hubkolben-Maschine verbindbares Übermittlungsgerät für den Thermostrom (Anspruch 9) ist aus EP 0 141 348 B1 als
Schleifkontakt (11, 21) beschrieben (Sp. 5 Z. 24-40 i. V. m. Fig. 1 und 4). Die Anwendung mehrerer am Umfang verteilter, federnd an der Kurbelwelle anliegender
Schleifkontakte (Anspruch 11) bietet sich dem Fachmann bedarfsweise zur Verringerung von Kontaktfehlern an. Die bauliche Gestaltung und Anordnung der
mehreren Schleifkontakte an der Kurbelwelle gemäß Anspruch 11 überschreitet
dabei nicht den Bereich fachüblichen konstruktiven Gestaltens. Den Drehgeber
zur Erfassung der Winkellage und der Drehzahl der Kurbelwelle (Anspruch 10)
sowie einen Beschleunigungsgeber an der Kurbelwelle (Anspruch 12) mit dem
Übermittlungsgerät für den Thermostrom baulich zu kombinieren, liegt wegen der
allen Komponenten gemeinsamen funktionalen Kopplung an die Kurbelwelle nahe,
wenn - was der Fachmann allgemein anstrebt - eine kompakte Anordnung erhalten bzw. Bauraum eingespart werden soll. Mit den Beschleunigungsgebern nach
Anspruch 12 lassen sich gemäß Streitpatentschrift (Sp. 4 Z. 7-9) die Auswertungsmöglichkeiten der Thermostromkurve erweitern. In welcher Weise, ist jedoch
nicht ausgeführt. Denkbar ist, dass mit ihnen Schwingungen oder Unwuchten der
Kurbelwelle erfasst werden, die in Verbindung mit Ausschlägen der Thermostromkurve Hinweise auf den Ort eines Lagerschadens liefern könnten. Wie aber bereits
zu den Ansprüchen 2 bis 5 ausgeführt, wird der Fachmann bei seiner Analyse der
Wirkzusammenhänge die Einflussparameter heranziehen, die später eine hinreichend präzise Auswertung der Thermostromkurve erlauben. Hierbei ggf. die Beschleunigungen der Kurbelwelle mit heranzuziehen, liegt in seinem fachlichen Ermessen, erfordert mithin kein erfinderisches Zutun.
Die Ansprüche 8 bis 12 beruhen nicht auf erfinderischer Tätigkeit und sind somit
nicht patentfähig.
2.
Zu den Patentansprüchen 13 und 14
Der Senat konnte jedoch nicht feststellen, dass die Lehren der Patentansprüche 13 und 14 durch die entgegengehaltenen Druckschriften dem Fachmann nahegelegt waren. Die Klägerin hat auch nicht geltend gemacht, dass die Gegenstände dieser Ansprüche offenkundig vorbenutzt worden oder auf dem Meeting
am 26./27. November 1998 in Blieskastel durch Vortrag öffentlich geworden sind.
Anspruch 13 umfasst durch die Rückbeziehungen im Oberbegriff wenigstens die
Merkmale des Anspruchs 7 und eines der Ansprüche 9 bis 12. Gemäß seinem
kennzeichnenden Teil ist beansprucht, dass das Übermittlungsgerät einen mit der
Kurbelwelle 1 koaxial verbindbaren Adapter 31 aufweist, der über eine flexible
Koppelungsvorrichtung 43 mit einer Welle 44 verbunden ist, die in einem ortsfesten Gehäuse 53 gelagert ist, an dem Leitungen des Übermittlungsgerätes zum
Steuergerät 14 angeschlossen sind.
Nach der Beschreibung der Patentschrift sind auf der Verbindungs-Welle 44 zwischen Kurbelwelle 1 bzw. Adapter 31 und einem ortsfesten Ständer 54 das Mittel
zur Ermittlung des Drehwinkels sowie der Kollektor mit mehreren über den Umfang verteilten Schleifkontakten angeordnet (Abs. 0031 und 0032). Um Unregelmäßigkeiten des Laufs der Kurbelwelle von der Welle 44 fernzuhalten, ist eine flexible bzw. elastische Kopplungsvorrichtung 43 zwischen dem Adapter der Kurbelwelle und der Welle 44 vorgesehen (Sp. 9 Z. 30-32).
Ein Übermittlungsgerät für das Thermostromsignal mit einer konstruktiven Gestaltung gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 13, insbesondere einer elastischen Kopplungsvorrichtung zwischen der Kurbelwelle und einer
Welle, auf der umfangsseitig der Drehwinkelgeber und die Schleifkontakte sitzen,
ist in keiner der Entgegenhaltungen gezeigt oder beschrieben. Das ist auch von
der Klägerin nicht geltend gemacht worden. Eine derartige Gestaltung kann daher
durch diese Entgegenhaltungen dem Fachmann nicht nahegelegt sein. Sie drängt
sich auch nicht ohne weiteres aus fachmännischen Überlegungen auf. Vielmehr
liegt ihr nach Überzeugung des Senats erfinderische Tätigkeit zugrunde, die die
Rechtsbeständigkeit des Gegenstandes nach Anspruch 13 rechtfertigt.
Durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 14 wird die flexible Kopplungsvorrichtung nach Anspruch 13 weiter ausgestaltet. Die Rechtsbeständigkeit
des Gegenstandes des Anspruches 14 folgt aus der des Anspruchs 13.
III.
Die Kostenentscheidung beruht auf § 84 Abs. 2 PatG i. V. m. § 92 Abs. 1 Satz 1
ZPO, da das Obsiegen bzw. Unterliegen der Parteien in diesem Verhältnis zueinander zu bewerten ist.
Die Erklärung über die vorläufige Vollstreckbarkeit beruht auf § 99 Abs. 1 PatG
i. V. m. § 709 Satz 1 und Satz 2 ZPO.
Schülke
Dr. Pösentrup
Püschel
Frühauf
Hilber
Pr