BPatG Beschluss vom 14.12.2009 – 11 W (pat) 28/04

BUNDESPATENTGERICHT

11 W (pat) 28/04

_______________

(Aktenzeichen)

Verkündet am

14. Dezember 2009

…

B E S C H L U S S

In der Beschwerdesache

…

betreffend das Patent 199 63 973

hat der 11. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf

die mündliche Verhandlung vom 14. Dezember 2009 unter Mitwirkung des 08.05

Richters Dipl.-Ing. Dr. Fritze als Vorsitzendem sowie der Richter v. Zglinitzki,

Dipl.-Ing. Univ. Rothe und Dipl.-Ing. Univ. Fetterroll

beschlossen:

Die Beschwerde wird zurückgewiesen.

G r ü n d e

I.

Mit Beschluss vom 2. Februar 2004 hat die Patentabteilung 24 des Deutschen

Patent- und Markenamts nach Prüfung des Einspruches vom 31. August 2001 das

Patent 199 63 973 mit der Bezeichnung

"Verfahren zum Bainitisieren von Stahlteilen"

mit der Begründung widerrufen, dem beanspruchten Verfahren mangele es an

erfinderischer Tätigkeit.

Gegen diese Entscheidung richtet sich die Beschwerde der Patentinhaberin. Sie

verteidigt ihr Patent mit den in der mündlichen Verhandlung überreichten Ansprüchen 1 bis 10.

Der danach geltende Anspruch 1 lautet:

"1.

Verfahren zum Bainitisieren von Stahlteilen aus einem Stahl des

Typs 100Cr6, mit den Verfahrensschritten:

a.) Austenitisieren der Stahlteile,

b.) Abschreckung der Stahlteile auf eine Start-Temperatur (T2),

die oberhalb der Martensit-Starttemperatur (TM) der Stahlteile

liegt,

c.) zumindest näherungsweise isothermes Lagern der Stahlteile

in einem ersten Salzwarmbad oder Ölbad bei der

Start-Temperatur (T2) über einen ersten Zeitraum ((cid:168)(cid:3)(cid:87)iso, 1) der

über 5 Minuten bis 30 min andauert, und

d.) zumindest näherungsweise isothermes Lagern der Stahlteile

in einem Halteofen nach dem Umluftprinzip, einem weiteren

Salzwarmbad oder einem weiteren Ölbad bei einer

Finish-Temperatur (T3) oberhalb der Starttemperatur (T2) über

einen zweiten Zeitraum ((cid:168)(cid:3) (cid:87)iso, 2), wobei die Kernhärte des erhaltenen bainitischen Gefüges der Stahlteile mit einem kürzeren Zeitraum ((cid:168)(cid:3)(cid:87)iso, 1) desto geringer eingestellt wird.“

Zum Wortlaut der Unteransprüche 2 bis 10 wird auf die Gerichtsakte verwiesen.

Die Patentinhaberin beantragt,

den angefochtenen Beschluss des Patentamts aufzuheben und

das Patent mit den Patentansprüchen 1 bis 10 vom

14. Dezember 2009 sowie mit der Beschreibung und der Zeichnung gemäß Patentschrift beschränkt aufrechtzuerhalten.

Die Einsprechende beantragt,

die Beschwerde zurückzuweisen.

Sie ist der Auffassung, eine erfinderische Tätigkeit liege dem beanspruchten Gegenstand nicht zugrunde.

Im Verfahren befinden sich unter anderem folgende Druckschriften:

D1 DE 29 39 380 A1

D3 EP 0 896 068 A1

D4 Lund, T. B. u. a.: "Die Optimierung der Bainithärtung von

Kugellagerstahl", AWT ATTT-Tagung, Berichtsband, 22. u.

23.04.1999.

Wegen weiterer Einzelheiten wird auf die Amts- und Gerichtsakten verwiesen.

II.

Die zulässige Beschwerde ist unbegründet.

Die Zulässigkeit der geltenden Ansprüche wird unterstellt.

Die Neuheit und gewerbliche Anwendbarkeit des Gegenstandes des geltenden

Anspruchs 1 mögen gegeben sein, er beruht jedoch nicht auf einer erfinderischen

Tätigkeit.

Fachmann ist ein Fachhochschulingenieur der Fachrichtung Werkstoffkunde, der

über langjährige Erfahrung auf dem Gebiet der Wärmebehandlung von Stählen

verfügt.

Die Klarheit des geltenden Anspruchs 1 ist nicht zu beanstanden.

Zur Auslegung des Anspruchswortlautes führt die Beschreibung der Patentschrift

zutreffend aus, dass unter Bainitisieren eine Wärmebehandlung von Stahl verstanden wird, die zunächst ein Austenitisieren des Stahles, eine nachfolgende Abschreckung auf eine Temperatur oberhalb der Martensit-Starttemperatur und ein

Halten des Stahles auf dieser Temperatur über eine vorgegebene Zeit umfasst.

Mit dieser Vorgehensweise, die auch als isothermische Umwandlung von Austenit

in Bainit bezeichnet wird, ist es möglich, einen Stahl zu erhalten, der, je nach Zielsetzung und über die Temperatur und Haltedauer steuerbar, vollständig oder teilweise von einem austenitischen Gefüge in ein bainitisches Gefüge umgewandelt

worden ist (vgl. Sp. 1, Z. 8-19).

Unter einem Stahl des Typs 100Cr6 gemäß dem Patentanspruch versteht der

Fachmann einen niedriglegierten Stahl mit etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff und etwa

1,5 Gew.-% Chrom, was sich aus der genannten DIN- Bezeichnung ergibt. Zu diesem Typ zählen weitere im Anspruch nicht explizit angegebene niedriglegierte

durchhärtende Wälzlagerstahlsorten, die etwa 1 Gew.-% Kohlenstoff und zumindest Chrom als weiteres Legierungselement enthalten.

Unter einem näherungsweise isothermen Lagern ist ein Halten der Stahlteile auf

einer bestimmten Wärmebehandlungstemperatur unter Praxisbedingungen zu

verstehen, wo Abweichungen vom vorgesehenen Temperaturwert unvermeidlich

sind.

Das Verfahren gemäß dem vorliegenden Patent soll gegenüber dem Stand der

Technik den Vorteil haben, dass damit eine zumindest nahezu vollständige Umwandlung von Austenit in Bainit, d. h. ein rein bainitisches Gefüge, erreichbar und

gleichzeitig die Härte der danach erhaltenen Stahlteile in einfacher Weise durch

die Verfahrensparameter steuerbar sei. Insbesondere sollen die erhaltenen

Stahlteile verbesserte Festigkeitseigenschaften, beispielsweise hinsichtlich einer

pulsierenden Druck-Schwell-Belastung, aufweisen. Weiter sei vorteilhaft, dass die

bisher erforderliche Zeit zur Umwandlung von Austenit in Bainit deutlich verkürzt

werden könne. Somit ergäben sich auch erhebliche Kostenvorteile (vgl. Sp. 1,

Z. 56 - Sp. 2, Z. 2).

In der mündlichen Verhandlung hat die Beschwerdeführerin die vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens hervorgehoben, wonach die Kernhärte der damit erhaltenen Stahlteile durch die Dauer des ersten Zeitraumes, d. h. des Haltens in dem

ersten Salzwarmbad oder Ölbad, und auch durch die Temperatur des ersten

Salzwarmbades eingestellt werden könne. Dabei gelte generell, dass die Kernhärte des erhaltenen bainitischen Gefüges der Stahlteile desto geringer sei, je

kürzer die Verweildauer im ersten Salzwarmbad gewählt werde.

Diese dem streitigen Verfahren zugeschriebenen Vorteile kennt der Fachmann

bereits als direkte oder indirekte Zielsetzungen des in der D3 veröffentlichten

Verfahrens zum Bainitisieren (vgl. Abs. [0005]). Dieses Verfahren soll die vollständige Bainit-Härtung eines Stahls für den Einsatz in Lagern oder anderen lasttragenden Komponenten ermöglichen (vgl. S. 3, Abs. [0001]). Die vollständige Umwandlung in das Bainit-Gefüge wird angestrebt, um einen Stahl mit hoher Festigkeit und Härte sowie hohem Rissbildungswiderstand zu erhalten (vgl. S. 3,

Abs. [0002]). Diese Eigenschaften sind für die Verwendung des Stahls, z. B. als

Kugeln in Kugellagern, welche Lastwechseln ausgesetzt sind, und damit einer Ermüdung unterliegen, aus fachmännischer Sicht obligatorisch. Ein weiterer Aspekt,

welcher auch bereits dem bekannten Verfahren zugrunde liegt, ist die Verkürzung

der Prozesszeit, die erforderlich ist, um das Gefüge eines gegebenen Stahls vollständig in ein bainitisches Gefüge umzuwandeln (vgl. S. 3, Abs. [0003]).

Das aus D3 bekannte Verfahren wird anhand eines Stahls veranschaulicht, den

der Fachmann aufgrund der in Tabelle 1 angegebenen chemischen Zusammensetzung als einen 100CrMnMo8 oder 100CrMo73 erkennt, und der somit dem anspruchsgemäßen Stahl des Typs 100Cr6 entspricht. Auch Druckschrift D4 befasst

sich mit Stählen dieses Typs.

Das Bainitisieren von daraus bestehenden Stahlteilen erfolgt gemäß D3 mit den

Schritten:

- Austenitisieren der Stahlteile (vgl. Tab. 2), was Merkmal a) des

Patentanspruchs 1 erfüllt),

- Abschreckung auf eine Start-Temperatur,

die oberhalb der Martensit-Starttemperatur der Stahlteile liegt

(vgl. Tab. 2 u. Fig. 1), entsprechend Merkmal b),

- zumindest näherungsweises isothermes Lagern der Stahlteile bei

der Start-Temperatur (vgl. Tab. 2 u. Fig. 1) über einen ersten

Zeitraum (vgl. Tab. 2 u. Fig. 1) bis 25 – 99 % des Austenits in

Bainit umgewandelt sind (vgl. Anspruch 1), zum Teil übereinstimmend mit Merkmal c), und

- zumindest näherungsweises isothermes Lagern der Stahlteile bei

einer Finish-Temperatur (vgl. Tab. 2 u. Fig. 1) oberhalb der

Starttemperatur (vgl. Tab. 2 u. Fig. 1) über einen zweiten Zeitraum (vgl. Tab. 2 u. Fig. 1), zum Teil übereinstimmend mit

Merkmal d).

Auch wenn in der D3 keine Mittel zum isothermen Behandeln der Stahlteile sowohl

für den ersten als auch den zweiten Zeitraum ausdrücklich genannt sind, so sind

sie dem Fachmann dennoch geläufig, und zudem zwingend erforderlich. Ohne

diese Mittel wäre es überhaupt nicht möglich, einen Stahl auf einer konstanten

Temperatur über einen längeren Zeitraum zu halten. Die im geltenden Anspruch 1

aufgeführten Temperiereinrichtungen, im Merkmal c) das Salzwarmbad für den

ersten Zeitraum und im Merkmal d) der Halteofen nach dem Umluftprinzip für den

zweiten Zeitraum, sind dem Fachmann als üblich bekannt und für den angegebenen Zweck ohne weiteres geeignet. Er ergänzt daher den sich aus der Druckschrift D3 ergebenden Stand der Technik entsprechend.

Lediglich gutachterlich wird zum Beleg des fachmännischen Wissens verwiesen

auf die Druckschrift D1, aus der es zum Durchführen des zweistufigen Zwischenstufenvergütungsverfahrens (dort synonym für bainitisieren) (vgl. S. 21, letzter Abs.) bereits bekannt ist, einen Warmbadbehälter 30, in dem sich eine Salzschmelze befindet (vgl. S. 17, 2. Abs.) für das erste Temperieren der Stahlteile

(erster Zeitraum) und einen Halteofen nach dem Umluftprinzip (S. 8, 5. Abs. u.

S. 19, 2. Abs., Z. 10-12) für das anschließende Lagern der Werkstücke (zweiter

Zeitraum) zu verwenden.

Demgegenüber verbleibt im geltenden Anspruch 1 lediglich das Merkmal, wonach

der erste Zeitraum ((cid:168)(cid:3) (cid:87)iso, 1) über 5 Minuten bis 30 min andauert, und dass

- sinngemäß - über die Auswahl der Dauer dieses ersten Zeitraums die Kernhärte

des bainitischen Gefüges der Stahlteile eingestellt werden soll, wobei die Kernhärte desto geringer ist, je kürzer die Verweildauer in dem ersten Zeitraum gewählt wird (vgl. Sp. 2, Z. 21-28 der PS).

In der Idee, die Härte des Stahls über die Verfahrensparameter, insbesondere

über die Dauer des ersten Zeitraums, zu steuern, um so verbesserte Festigkeitseigenschaften hinsichtlich einer pulsierenden Druck-Schwell-Belastung zu erreichen, sieht die Patentinhaberin den Kern ihrer vermeintlichen Erfindung, welcher

aus dem im Verfahren befindlichen Stand der Technik nicht herleitbar sei. So

seien insbesondere die Verfahren der D3 und D4 darauf ausgerichtet, immer die

maximale Härte des bainitischen Gefüges der Stahlteile zu erreichen. Der Fachmann habe keine Veranlassung, tiefere Werte und damit kürzere Zeiten für den

ersten Zeitraum vorzusehen. Auch würden die bekannten Lehren dem Fachmann

keine Veranlassung geben, den ersten Zeitraum entsprechend kurz zu wählen, da

der kleinste, aus der Tabelle 1 der D4 bekannte erste Zeitraum 2 Stunden betrage

und zur Ermittlung der ersten Zeitspanne umfangreiche, das allgemein übliche

Maß übersteigende Untersuchungen erforderlich seien.

Dies vermag nicht zu überzeugen, da es sich bei dem gemäß geltenden

Anspruch 1 verwendeten Stahltyp um einen Kugellagerstahl handelt, wie ihn der

Fachmann schon auf Grund seines Fachwissens kennt, und dessen

Wärmebehandlung auch jeweils Gegenstand der D3 und D4 ist. Aufgrund der mit

seiner Verwendung einhergehenden Beanspruchung ist dieser Stahltyp immer

besonderen Anforderungen bezüglich seiner Festigkeitseigenschaften in Bezug

auf eine pulsierende Druck-Schwell-Belastung ausgesetzt. Der Vergleich der in

Tabelle 2 der D3 und Tabelle 1 der D4 offenbarten Rockwell-Härten mit den

Vickers-Härten aus der Patentschrift. ergibt zudem, dass die mit dem bekannten

Verfahren erreichten Werte etwa mit den im Patent angegebenen übereinstimmen.

Näherungsweise entsprechen

laut einschlägig bekannter Vergleichstabellen

60 HRC der von der Patentinhaberin als geeignet genannten Vickershärte von

700 HV (vgl. Sp. 4, Z. 22-25 der PS). Mit dem patentgemäßen Verfahren werden

somit nicht unbedingt niedrigere Härtewerte eingestellt als die im Stand der

Technik offenbarten.

Der Sicht der Patentinhaberin vermag der Senat auch deswegen nicht zufolgen,

weil ein Fachmann einem ZTU-Diagramm nicht nur unschwer Temperaturen und

Zeiten für das isothermische Bainitisieren entnimmt (vgl. D4, Abb. 4), sondern

auch Angaben zu den damit erreichbaren Härten, wie dies zumindest qualitativ in

der Abbildung 1 der D4 dargestellt ist. In diesem Zusammenhang überzeugt auch

die Einschränkung auf einen Stahl vom Typ 100Cr6 nicht, da es dem Fachmann

bekannt ist, dass die Legierungszusammensetzung für einen derartigen Stahl in

zulässigen Bereichen variieren und somit einer Wärmebehandlung jeweils individuell zu bestimmende ZTU-Diagramme zu Grunde zu legen sind, wobei sich von

Stahl zu Stahl beachtliche Unterschiede in den Umwandlungszeiten ergeben können (vgl. z. B. D4, Abb. 4 und 5).

Nach dem Stand der Technik gemäß D3 und D4 stehen dem Fachmann zum Einstellen einer bestimmten Härte nur zwei Möglichkeiten zur Verfügung. So kann er

aus dem ZTU-Diagramm eine bestimmte Start-Temperatur, oberhalb der Martensit–Starttemperatur, die einer bestimmten Härte zugeordnet ist, und somit die herkömmliche Methode wählen (vgl. D4, Fig. 1) und den Stahl solange auf dieser

Temperatur halten bis das Stahlgefüge vollständig in Bainit umgewandelt ist, was

jedoch eine erhebliche Umwandlungszeit zur Folge hätte (vgl. D3, Tabelle 2,

Nr. 2). Schon aus wirtschaftlichen Gründen wird er daher das gleichermaßen aus

der D3 und D4 bekannte zweistufige Bainitisierungs-Verfahren bevorzugen, um

bei deutlich verkürzter Behandlungszeit die angestrebte Härte herzustellen. Dabei

wählt er den ersten Zeitraum vorteilhafterweise so, dass das nach dem Temperatursprung entstehende Gefüge keinen Einfluss mehr auf die Härte des Gesamtgefüges nehmen kann (vgl. D3, Abs. 0010, oder D4, Tabelle 1, die ersten beiden

Zeilen). Die Ergebnisse der gemäß Druckschriften D3 durchgeführten Versuche

zeigen nämlich, dass trotz unvollständiger Umwandlung auf der niedrigen Temperaturstufe die letztlich angestrebte Härte bereits eingestellt und erreicht werden

kann. Laut D3 ist es schon ab einem Bainitanteil von 25% möglich, auf eine erhöhte Haltetemperatur zu erhitzen, ohne dadurch wesentliche Härteeinbußen in

Kauf nehmen zu müssen, da der Bainitanteil, der bei der höheren Temperatur geformt wird, keinen bemerkenswerten Effekt auf die Härte zeigt (vgl. S. 3, Z. 56 und

57). Es liegt somit im fachmännischen Ermessen, je nach Zielwert über die Höhe

der Haltetemperatur und die Haltedauer auf der ersten Stufe den in Bainit umgewandelten Gefügeanteil und dessen Härte zu steuern. Die Erkenntnis, dass damit

die Kernhärte des bainitischen Gefüges der Stahlteile einstellbar ist, wobei die

Kernhärte desto geringer ist, je kürzer die Verweildauer in dem ersten Zeitraum

gewählt wird, beruht somit auf Fachwissen.

Die logarithmische Zeitskala des ZTU-Diagramms zeigt zudem, dass die Dauer

des ersten Wärmebehandlungsabschnitts in den Minutenbereich hinein verkürzt

werden kann, was den Fachmann veranlasst und in die Lage versetzt, den beanspruchten ersten Zeitraum ((cid:168)(cid:3) (cid:87)iso, 1) zwischen 5 und 30 Minuten durch einfache

Versuche zu ermitteln.

Das Verfahren nach dem geltenden Anspruch 1 ist daher nicht patentfähig.

Die Ansprüche 2 bis 10 fallen mit dem Anspruch 1. Eigenständig ein Patent begründende Merkmale sind darin ohnehin nicht enthalten und wurden auch nicht

geltend gemacht.

Die Beschwerde ist daher zurückzuweisen.

Dr. Fritze

v. Zglinitzki

Rothe

Fetterroll

Bb