8 W (pat) 30/02

BUNDESPATENTGERICHT 8 W (pat) 30/02 _______________ (Aktenzeichen) Verkündet am 27. Januar 2005 … B E S C H L U S S In der Beschwerdesache betreffend die Patentanmeldung 101 13 952.7-12 … hat der 8. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf die mündliche Verhandlung vom 27. Januar 2005 unter Mitwirkung des Vorsitzen- den Richters Dipl.-Ing. Kowalski sowie der Richter Dr. Albrecht, Dr. Huber und Dipl.-Ing. Kuhn BPatG 154 6.70 - 2 - beschlossen: Auf die Beschwerde der Anmelderin wird der Beschluss der Prü- fungsstelle für Klasse F 16 H des Patentamts vom 19. April 2002 aufgehoben und das Patent erteilt. Bezeichnung: Gebaute Nockenwelle und Verfahren zu ihrer Her- stellung. Anmeldetag: 22. März 2001 Patentansprüche 1 bis 6, 4 Seiten Beschreibung Spalten 1 bis 5, jeweils überreicht in der mündlichen Verhandlung, 2 Blatt Zeichnungen, Figuren 1, 2a bis 2d, 3 und 4 vom 30. Mai 2001. G r ü n d e I. Die Anmelderin hat am 22. März 2001 eine Erfindung mit der Bezeichnung „Ge- baute Nockenwelle und Verfahren zu ihrer Herstellung“ beim Patentamt angemel- det. Nach einem negativ gehaltenen Erstbescheid vom 16. November 2001 hat die Prüfungsstelle für Klasse F 16 H die Anmeldung mit Beschluss vom 19. April 2002 zurückgewiesen, da der Gegenstand des Patentanspruchs 1 gegenüber dem Stand der Technik nach der 1. US 1 390 949, - 3 - 2. Europa-Lehrmittel: Fachkunde Metall: Pforzheim: 1985: S 87, 88, 138, 142, 279. ISBN 3-8085-1027-7, 3. DE 198 34 133 C1, 4. DE 84 22 583 U1 und der 5. DE 34 33 595 A1 A1. nicht auf einer erfinderischen Tätigkeit beruhe. Gegen den Beschluss der Prüfungsstelle für Klasse F 16 H hat die Anmelderin am 08. Juni 2002 Beschwerde eingelegt. Nach dem geltenden, in der mündlichen Verhandlung überreichten Patentan- spruch 1 betrifft der Gegenstand des Patents eine gebaute Nockenwelle mit einem die Welle bildenden Tragrohr und mit mindestens einer mit dem Tragrohr durch ein Schweißverfahren verbundenen ringförmigen Nockenscheibe aus Stahl, da- durch gekennzeichnet, dass die Nockenscheibe (3) - ein Rohrabschnitt (5) ist, - der so geformt ist, dass seine Innenwandung (6) im Schweißbereich (7) flächig auf dem Tragrohr (2) aufliegt und im Bereich der Nockennase (8) einen Freiraum (9) gegenüber dem Tragrohr (2) bildet, - wobei der Rohrabschnitt (5) aus einem Stahl mit einem maximalen - Kohlenstoffgehalt von 0.35% besteht und im Bereich der Funktionsfläche (11) abschnittsweise eine Schicht (15) mit einem Kohlenstoffgehalt von > 0.4% aufweist. Nach dem zum Patentanspruch 1 nebengeordneten Patentanspruch 2 (überreicht in der mündlichen Verhandlung) betrifft der Gegenstand des Patents ein Verfahren zur Herstellung einer gebauten Nockenwelle nach Anspruch 1 mit den folgenden Verfahrensschritten: - 4 - - ein Nockenscheiben-Rohling (13, 13") mit einem maximalen Kohlen- stoffgehalt von 0.35%, wird in ausgewählten Bereichen seiner Mantelfläche (10', 10") auf einen Kohlenstoffgehalt von > 0.4% aufgekohlt, - ausgehend von der Prozesstemperatur des Aufkohlens erfolgt ein langsa- mes Abkühlen des Nockenscheiben-Rohlings (13', 13") in der Art, dass das Ausgangsmaterial keine Steigerung seiner Härte erfährt, - aus diesem Nockenscheiben-Rohling (13', 13") wird durch spanende und/oder spanlose Bearbeitung ein Rohrabschnitt (5) als Nockenscheibe (3') geformt, - die Nockenscheibe (3') wird durch lokales Erwärmen und plötzliches Ab- schrecken lokal gehärtet, - die Nockenscheibe (3) wird auf ein die Welle bildendes Tragrohr (2) aufgefädelt und mit diesem mit Hilfe eines Schweißverfahrens verbunden. Der Gegenstand des weiteren, in der mündlichen Verhandlung überreichten, ne- bengeordneten Patentanspruchs 3 betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer ge- bauten Nockenwelle nach Anspruch 1 mit den folgenden Verfahrensschritten: - ein Nockenscheiben-Rohling (13, 13") mit einem maximalen Kohlenstoffge- halt von 0.35%, wird in ausgewählten Bereichen seiner Mantelfläche (10', 10") auf einen Kohlenstoffgehalt von > 0.4% aufgekohlt, - ausgehend von der Prozesstemperatur des Aufkohlens erfolgt ein langsa- mes Abkühlen des Nockenscheiben-Rohlings (13', 13") in der Art, dass das Ausgangsmaterial keine Steigerung seiner Härte erfährt, - aus diesem Nockenscheiben-Rohling (13', 13") wird durch spanende und/oder spanlose Bearbeitung ein Rohrabschnitt (5) als Nockenscheibe (3') geformt, - die Nockenscheibe (3') wird auf ein die Welle bildendes Tragrohr (2) aufgefädelt und mit diesem mit Hilfe eines Schweißverfahrens verbunden, - 5 - - die so gebildete Nockenwelle (1) wird im Bereich der Funktionsfläche (11) der Nockenscheibe (3) durch lokales Erwärmen und plötzliches Ab- schrecken lokal gehärtet. Der Gegenstand des dritten zum Patentanspruch 1 nebengeordneten Patentan- spruchs 5 (überreicht in der mündlichen Verhandlung) betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer gebauten Nockenwelle nach Anspruch 1 mit den folgenden Verfahrensschritten: - ein Nockenscheiben-Rohling (13, 13'') mit einem maximalen Kohlen- stoffgehalt von 0.35%, wird in ausgewählten Bereichen seiner Mantel- fläche (10', 10") auf einen Kohlenstoffgehalt von > 0.4% aufgekohlt und einsatzgehärtet, - aus diesem Nockenscheiben-Rohling (13', 13") wird durch spanende Bear- beitung ein Rohrabschnitt (5) als Nockenscheibe (3') geformt, - die Nockenscheibe (3') wird auf ein die Welle bildendes Tragrohr (2) aufgefädelt und mit diesem mit Hilfe eines Schweißverfahrens verbunden. Wegen des Wortlauts der in der mündlichen Verhandlung überreichten Patentan- sprüche 4 und 6 wird auf die Akten Bezug genommen. Dem Anmeldungsgegenstand liegt gemäß Spalte 1, Zeilen 37 ff der in der mündli- chen Verhandlung überreichten Beschreibung die Aufgabe zugrunde, eine ge- wichtsreduzierte gebaute Nockenwelle mit Nockenscheiben aus Stahl bereitzu- stellen, die einerseits im Bereich der Funktionsflächen der Nockenscheiben eine ausreichende Härte aufweist und andererseits eine qualitativ hochwertige Schweißverbindung zwischen dem Tragrohr und der Nockenscheibe umfasst. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein geeignetes Verfahren zur Herstellung einer solchen Nockenwelle vorzuschlagen. Die Anmelderin trägt vor, dass beim Anmeldungsgegenstand eine hohe Betriebs- festigkeit und ein großer Verschleißwiderstand an den Nockenscheiben gefordert - 6 - seien. Auch wäre eine Minimierung der bei Nockenwellen vorhandenen exzentri- schen Massen erforderlich. Zudem wären Nockenscheiben aus Rohrabschnitten preiswerter herzustellen. Die Anmelderin vertritt die Ansicht, dass der Anmeldungsgegenstand gegenüber dem von der Prüfungsstelle genannten Stand der Technik neu und auch nicht durch ihn nahe gelegt sei. Die Anmelderin stellt den Antrag, den Beschluss der Prüfungsstelle für Klasse F 16 H des Patentamts vom 19. April 2002 aufzuheben und das Patent mit folgenden Un- terlagen zu erteilen: Patentansprüche 1 bis 6, 4 Seiten Beschreibung Spalten 1 bis 5, jeweils überreicht in der mündlichen Verhandlung. 2 Blatt Zeich- nungen, Figuren 1, 2a bis 2d, 3 und 4 vom 30. Mai 2001. II. 1. Die in der mündlichen Verhandlung vom 27. Januar 2005 überreichten Patentansprüche sind zulässig. Der nunmehr geltende Patentanspruch 1 ent- spricht dem ursprünglichen Patentanspruch 1 unter Hinzunahme des Merkmals des Rohrabschnitts, des Freiraumes und des flächigen Anliegens. Diese Merk- male sind in Spalte 3, Zeilen 62 bis 66 der Offenlegungsschrift offenbart. Die geltenden Patentansprüche 2, 3 und 5 entsprechen den ursprünglichen Pa- tentansprüchen 5, 6 und 8, wobei der Begriff „Außenfläche“ durch „Mantelfläche“ ersetzt wurde. Diese Änderung ist zulässig, da zB aus den Zeichnungen hervor- geht, dass mit dem Begriff Außenfläche die Mantelfläche gemeint ist. Ferner wurde das Merkmal, dass der Nockenscheibenrohling durch einen Abschnitt eines - 7 - Stahlrohres gebildet ist, eingefügt. Dieses Merkmal ist in Spalte 4, Zeilen 17 ff und in Spalte 5, Zeilen 47 ff der Offenlegungsschrift offenbart. Die geltenden Patentansprüche 4 und 6 entsprechen den ursprünglichen Patent- ansprüchen 7 und 9. 2. Der Gegenstand des Patentanspruchs 1, dessen gewerbliche Anwendbarkeit aufgrund seiner Zweckbestimmung unstrittig ist, hat gegenüber dem im Verfahren befindlichen druckschriftlichen Stand der Technik als neu zu gelten, denn keine der Druckschriften beschreibt dessen Merkmale in seiner Gesamtheit. So ist aus keiner der Druckschriften eine Nockenscheibe bekannt, die so geformt ist, dass die Innenwandung im Schweißbereich flächig auf dem Tragrohr aufliegt und im Bereich der Nockennase einen Freiraum gegenüber dem Tragrohr bildet. In der US 1 390 949 und der DE 34 33 595 A1 sind die Nocken vollflächig am Umfang mit dem Tragrohr verbunden. Die DE 84 22 583 U1 zeigt einzelne Nockenscheiben, die eine kreisrunde Öffnung für das Tragrohr aufweisen. Die DE 198 34 133 C1 zeigt eine Hohlwelle und keine Nockenwelle und in den vorliegen- den Seiten des Lehrbuches "Europa-Lehrmittel: Fachkunde Metall" sind allge- meine Werkstoffdaten für Stähle aufgeführt. 3. Der Gegenstand des Patentanspruchs 1 beruht auch auf einer erfinderischen Tätigkeit. Eine Nockenscheibe muss bei einer gebauten Nockenwelle bezüglich der Ma- terialeigenschaften zwei schwer zu vereinbarenden Anforderungen genügen. Ei- nerseits muss sie im Bereich der Funktionsfläche eine hohe Härte aufweisen, um den Verschleiß während des Betriebes der Nockenwelle zu minimieren; anderer- seits muss sie im Verbindungsbereich so gestaltet sein, dass ein großserienfähi- ges, prozesssicheres Verschweißen mit dem Tragrohr gewährleistet werden kann. - 8 - Gleichzeitig soll aber die Nockenwelle ein möglicht geringes Gewicht aufweisen, damit die exzentrischen Massen minimiert werden. Um dies zu erzielen, ist beim Anmeldungsgegenstand die Nockenscheibe ein Rohrabschnitt, der so geformt ist, dass seine Innenwandung im Schweißbereich flächig auf dem Tragrohr aufliegt und im Bereich der Nockennase einen Freiraum gegenüber dem Tragrohr bildet. Der Rohrabschnitt besteht dabei aus einem Stahl mit einem maximalen Kohlen- stoffanteil von 0,35 % und weist im Bereich der Funktionsfläche abschnittsweise ein Schicht mit einem Kohlenstoffgehalt von > 0.4 % auf. Für diese Maßnahmen vermittelt der aufgezeigte Stand der Technik dem Durch- schnittsfachmann, einem Diplom-Ingenieur (FH) des allgemeinen Maschinenbaus mit Kenntnissen auf dem Gebiet der Werkstoffeigenschaften von Stählen, keine Anregungen. In der US 1 390 949 ist eine Nockenwelle beschrieben, die aus einem die Nocken- welle bildenden Tragrohr aus nicht temperierbarem Stahl besteht und bei der mindestens eine ringförmige Nockenscheibe aus Stahl vorgesehen ist, wobei die Nockenscheibe(n) auf dem Tragrohr aufgeschweißt ist (sind). Die Nockenscheiben werden aufgekohlt und dann mit dem Tragrohr verbunden. Anschließend wird die zusammengebaute Nockenwelle erhitzt und abgeschreckt, wobei die aufgekohlte Schicht gehärtet wird (Zeilen 61 bis 66, Patentansprüche 1 bis 6). In der US 1 390 949 fehlen jedoch Angaben über den Kohlenstoffgehalt. Ferner wird die gesamte Nockenscheibe aufgekohlt und anschließend getempert. Der Fachmann kann dieser Druckschrift keinen Hinweis auf eine Aufteilung in aufgekohlte, ge- härtete Bereiche und kohlenstoffarme und somit schweißbare Bereiche entneh- men. Auch sind die Nockenscheiben an ihrem gesamten inneren Umfang mit dem Tragrohr verschweißt, so dass der Fachmann auch keinen Hinweis auf einen Frei- raum und die damit verbundene Gewichtsreduzierung entnehmen kann. Auf Seite 88 der Veröffentlichung in "Europa-Lehrmittel: Fachkunde Metall", Pforzheim 1985, wird ausgeführt, dass aus Einsatzstählen Werkstücke gefertigt - 9 - werden, die eine harte und verschleißfeste Oberfläche aufweisen sollen, wobei der Kern zäh bleiben soll. Als Anwendungsfall werden an dieser Stelle Steuerkurven angeführt. Um das Ziel des zähen Kerns und der verschleißfesten Oberfläche zu erreichen ist dort angegeben, dass der mittlere Kohlenstoffgehalt im Kern kleiner als 0,2 % sein muss. Die Randzonen der einsatzgehärteten Werkstoffe haben je- doch einen C-Gehalt von 0,6 bis 0,9 % und damit einen C-Gehalt größer als 0, 4 %, wie es auch beim Anmeldungsgegenstand gefordert wird. Auf Seite 138, letzte Zeile wird in dieser Druckschrift darauf verwiesen, dass nur Stahl mit mehr als 0,2 % Kohlenstoff härtbar ist und auf Seite 142, vorletzter Absatz, ist der Hinweis zu finden, dass auch nur Teilbereiche eines Werkstücks aufgekohlt werden kön- nen, wobei nach dem Aufkohlen und vor dem Härten die aufgekohlten Bereich noch zB spanend bearbeitbar sind. Hinsichtlich des Schweißens von Stählen wird auf Seite 279, Kap. 3.10.4 darauf verwiesen, dass nur Stähle mit weniger als 0,2 % C schweißbar sind. Beim Anmeldungsgegenstand wird jedoch im schweiß- baren Bereich auf einen Wert für den Kohlenstoffanteil gegangen, der bis zu 0,4 % betragen soll. Es wird also ein wesentlich höherer Kohlenstoffanteil zugelassen. Auch sind dieser Druckschrift keine Hinweise auf das abschnittsweise Aufkohlen der Funktionsfläche zu entnehmen. Die gewünschte Reduzierung des Gewichts und dadurch Minimierung exzentrischer Massen, die durch das Ausbilden des Freiraumes erzielt werden, sind in dieser Druckschrift nicht angesprochen, so dass der Fachmann aus dieser Druckschrift wohl Hinweise auf fertigungstechnisch mögliche Kohlenstoffbereiche erhält, nicht jedoch auf das Minimieren der exzentri- schen Massen. Aus der DE 198 34 133 C1, die auf die Beschwerdeführerin zurückgeht, ist die Fertigung von Stahlrohren bekannt, die zur Herstellung von Nocken dienen (Sp 2, Z 66, Sp 4, Z 26). Als Ausgangsmaterial werden Stahlrohre verwendet, die einen Kohlenstoffgehalt > 0,35 % aufweisen, da sonst eine anschließende Schweißung nicht bzw nur unter starker Qualitätseinbuße möglich ist (Sp 1, Z 36 ff). Damit die Flanken und damit lokale Bereiche der Nocken gehärtet werden können, werden die Rohre aufgekohlt und zwar auf einen Kohlenstoffgehalt von 0,5 bis 0,8 % und - 10 - anschließend in lokalen Bereichen (Flanken von Nocken) gehärtet (Induktions- härten (Sp 4, Z 24)). Hinweise auf den Einsatz dieses Rohres zur Herstellung von Nockenscheiben und das Ausbilden eines Freiraums zur Gewichtsreduzierung sind in dieser Druckschrift nicht enthalten. Das Gebrauchsmuster DE 84 22 583 U1 beschreibt Nocken, die aus einem Hohl- profilstab gefertigt werden. Der Hohlprofilstab wird dabei durch Abstechen oä in einzelne Nocken aufgeteilt. Der Kanal des Hohlprofilstabes entspricht dem Quer- schnitt der Grundwelle der Nockenwelle. Angaben zum Kohlenstoffgehalt sowie auf einen Freiraum sind in dem Gebrauchsmuster nicht enthalten, so dass der Fachmann auch dieser Druckschrift kein Hinweis auf die anmeldungsgemäße Lehre entnehmen kann. Der Stand der Technik nach der DE 34 33 595 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle, bei dem die einzelnen Nocken auf ein Stahlrohr aufgeschoben und mit diesem verschweißt werden. Angaben über die Art des verwendeten Stahls und des Kohlenstoffgehalts sowie des Freiraumes fehlen. Somit geht diese Druckschrift nicht über den Inhalt der US 1 390 949 hinaus, so dass auch sie keinen entsprechenden Hinweis liefern konnte, um zur anmel- dungsgemäßen Lehre zu gelangen. Der Patentanspruch 1 ist daher gewährbar, da sein Gegenstand neu ist und auch auf einer erfinderischen Tätigkeit beruht. 4. Die Gegenstände der zum Patentanspruch 1 nebengeordneten, auf ein Verfah- ren zur Herstellung einer gebauten Nockenwelle nebengeordneten, gerichteten Patentansprüche 2, 3 und 5 sind neu. So ist in keiner der im Verfahren befindli- chen Druckschriften ein Verfahren zur Herstellung einer gebauten Nockenwelle beschrieben, bei dem aus einem Nockenscheibenrohling ein Rohrabschnitt als Nockenscheibe, die mit einem Freiraum versehen ist, gefertigt wird. - 11 - 5. Die Gegenstände der Patentansprüche 2, 3 und 5 beruhen auf einer erfinderischen Tätigkeit. Wie bereits unter 4 ausgeführt, sind wohl einzelne Merkmale der Patentansprüche dem Stand der Technik zu entnehmen, jedoch kein Hinweis auf ein Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle, bei dem in ausgewählten Bereichen der Mantelflä- che eine Aufkohlung durchgeführt wird, während im Schweißbereich, Nocken- scheibe – Tragrohr, die Nockenscheibe einen geringeren Kohlenstoffgehalt auf- weist. Ferner kann der Durchschnittsfachmann auch keinen Hinweis für die ange- strebte Gewichtreduzierung im Stand der Technik finden. Die Patentansprüche 2, 3 und 5 sind somit gewährbar. Mit diesen zusammen sind auch die auf Patentanspruch 2, 3 und 5 rückbezoge- nen Unteransprüche 4 und 6 gewährbar, da sie auf Ausgestaltungen der Verfah- ren nach den Ansprüchen 2, 3 und 5 gerichtet sind. Kowalski Dr. Albrecht Dr. Huber Kuhn Cl