BUNDESPATENTGERICHT 13 W (pat) 62/98 _______________ (Aktenzeichen) B E S C H L U S S In der Beschwerdesache betreffend die Patentanmeldung 197 41 019.7-24 … hat der 13. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts in der Sitzung vom 24. März 2000 unter Mitwirkung des Vorsitzenden Richters Dipl.-Ing. Ch. Ulrich sowie der Richter Dipl.-Ing. Dr. K. Vogel, Heyne und Dipl.-Ing. Dr. Henkel BPatG 152 10.99 - 2 - beschlossen: Auf die Beschwerde der Anmelderin wird der Beschluß der Prüfungsstelle für Klasse C 22 C des Deutschen Patent-amts vom 22. September 1998 aufgehoben und das Patent erteilt. Bezeichnung: Strukturwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung. Anmeldetag: 18. September 1997. Der Erteilung liegen folgende Unterlagen zugrunde: Patentansprüche 1 bis 18, eingegangen am 15. März 2000, Beschreibung 8 Blatt, eingegangen am 15. März 2000 mit einer Schreibfehlerkorrektur auf Seite 8, Absatz 4, Zeile 3 für "dieser" nunmehr "dieses". G r ü n d e I. Die Patentanmeldung 197 41 019. 7-24 ist am 18. September 1997 beim Deut-schen Patentamt eingegangen. Die ursprüngliche Bezeichnung der Anmeldung lautet: "Werkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung". - 3 - Die Prüfungsstelle für Klasse C 22 C des Deutschen Patentamts hat die Anmel-dung mit Beschluß vom 22. September 1998 gemäß Patentgesetz § 48 zurück-gewiesen. Im Prüfungsverfahren ist als Stand der Technik entgegengehalten worden: (1) US-PS 46 84 414 Im Beschwerdeverfahren ist als Entgegenhaltung noch genannt worden: (2) US-PS 55 08 116 Die Anmelderin selbst hat zum Stand der Technik gewürdigt: (3) US-PS 49 46 647 (4) US-PS 42 36 925 Der geltende, am 15. März 2000 eingegangene Anspruch 1 hat folgenden Wort-laut: 1. Strukturwerkstoff mit hoher Materialdämpfung und Zug-festigkeit bestehend aus einem Basismaterial aus einem Leichtmetall oder einer Leichtmetallegierung und einer darin eingeformten Zweitphase aus einem metallischen Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweitphase zumindest teilweise ein martensitisches Gefüge aufweist, wobei der metallische Werkstoff der Zweitphase so ausge-wählt ist, daß im Betriebstemperaturbereich des aus dem Strukturwerkstoff gefertigten Strukturbauteils das martensi-tische Gefüge erhalten bleibt. Die rückbezogenen Ansprüche 2 bis 10 betreffen Ausbildungen des Struktur-werkstoffs nach Anspruch 1. - 4 - Der Anspruch 11 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Strukturwerkstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 10. Die rückbezogenen Ansprüche 12 bis 18 be-treffen Ausbildungen des Verfahrens nach Anspruch 11. Im Zurückweisungsbeschluß ist unter anderem ausgeführt, daß der Gegenstand des ihm zugrunde liegenden Anspruchs 1 gegenüber der US-PS 46 84 414 (1) nicht neu sei. Eine Legierung werde durch bestimmte Mengenbereiche der Kom-ponenten definiert. Demgegenüber sei die Gefügeangabe einer teilweise marten-sitischen Zweitphase unerheblich. Gegen diesen Beschluß richtet sich die Beschwerde der Anmelderin. In der mündlichen Verhandlung vom 27. Januar 2000, in der der Anmelderin noch die US-PS 55 08 116 (2) entgegengehalten wurde, ist der Eintritt ins schriftliche Verfahren beschlossen worden. Nach einer Zwischenverfügung hat die Anmelde-rin die geltenden am 15. März 2000 eingegangenen Unterlagen eingereicht. Zur Begründung der Beschwerde hat die Anmelderin unter anderem ausgeführt, daß der Anmeldungsgegenstand gegenüber dem Stand der Technik neu sei und auf erfinderischer Tätigkeit beruhe. So lehre die US-PS 46 84 414 (1) eine Aluminiumlegierung mit Materialdämpfung, bei der neben Silizium auch zahlreiche weitere Elemente zugesetzt sein können. Nach den nebengeordneten Ansprüchen 1, 3 und 4 werde aus den Bestandteilen eine homogene Legierungsmatrix hergestellt, während nach der Erfindung im Gegensatz dazu in der Matrix des Leichtmetallbasismaterials eine eingeformte Zweitphase vorliege. Die Dämpfung erfolge dabei durch Materialhysteresis, die sich infolge innerer Spannungen nach einer Kaltverarbeitung ergebe, also durch Gleitverlagerungsmechanismen. Materialdämpfung durch Verwendung von Martensitphase sei in (1) nur theoretisch erwähnt hinsichtlich der Möglichkeit einer - 5 - Phasenumwandlung oder der Möglichkeit von Zwillingsgrenzbewegungen in reiner Martensitphase. Nach der US-PS 55 08 116 (2) werde in einer Aluminiumlegierung eine Gedächt-nislegierung vom Typ Nickel-Titan in Form von Partikeln eingebracht, die dann mit der Matrix heißverformt und somit in der Matrix gestreckt und gleich ausgerichtet vorlägen. Durch Aktivierung des Gedächtniseffekts der Einlagerungspartikel mit Durchschreiten der Umwandlungstemperatur könne eine gewisse Formänderung des gesamten Strukturwerkstoffs nach Gedächtnislegierungsart erreicht und ge-nutzt werden, obwohl der Matrixwerkstoff selbst keine Gedächtnislegierung sei. Bei der aus der US-PS 49 46 647 (3) bekannten Aluminiumlegierung werde zur besseren Materialdämpfung Graphit als Einlagerungsphase verwendet. Die Verwendung von eingelagerter Zweitphase mit martensitischem Gefüge ohne Nutzung eines Gedächtniseffekts sei daher weder bekannt noch nahegelegt. Die Anmelderin beantragt sinngemäß, den angefochtenen Beschluß aufzuheben und das Patent mit den im Beschlußtenor genannten Unterlagen zu ertei-len. Wegen weiterer Einzelheiten wird auf den Akteninhalt verwiesen. - 6 - II. Die Beschwerde ist zulässig und begründet. Das geltende Patentbegehren ist zulässig. Der Anspruch 1 leitet sich her aus den ursprünglich offenbarten Ansprüchen 1 und 8 in Verbindung mit der ursprünglichen Beschreibung, unter anderem bei-spielsweise nach Seite 2, Absatz 2 und 4 jeweils Zeile 5 hinsichtlich "Strukturwerkstoff", nach Seite 6, Absatz 4, Zeilen 1 bis 3 hinsichtlich "eingeformter Zweitphase" aus "Zweitphase in Form eingebracht" und "liegt ... vor". Schließlich findet sich in der ursprünglichen Beschreibung mehrmals die An-gabe, daß die martensitische Phase der Zweitphase zur Anpassung an Betriebs-bedingungen stabilisiert ist, beispielsweise Seite 3 Absatz 3 und Seite 6, Absatz 4, Zeile 5. Dies ist im Hinblick auf den Stand der Technik gemäß den US -PSn 46 84 414 (1) und 55 08 116 (2), nach denen eine martensitische Gedächtnislegierung mit Durchschreiten der Umwandlungstemperatur die martensitische Struktur verlieren soll, nur so zu verstehen, daß nach der Erfindung in deren Be-triebstemperaturbereich das martensitische Gefüge der Zweitphase stabil, also erhalten bleiben soll. Diesbezüglich wurde deshalb dieser anmeldungsgemäße Sachverhalt der Stabilisierung der martensitischen Zweitphase im Hinblick auf das Fehlen einer aus dem Stand der Technik bekannten Strukturänderung bei Umwandlungstemperatur im Betriebstemperaturbereich des beanspruchten Strukturwerkstoffs im Anspruch 1 und in der Beschreibungseinleitung Seite 3, Ab-satz 1 gegenüber der US-PS 55 08 116 in zulässiger Weise entsprechend klarge-stellt. Die übrigen Ansprüche wurden hinsichtlich Strukturwerkstoff an den Anspruch 1 angepaßt und redaktionell überarbeitet, der ursprüngliche Anspruch 3 hinsichtlich seiner beiden Alternativen in die beiden Ansprüche 3 und 4 aufgeteilt, die ur-sprünglichen Ansprüche 10 und 11 wurden gestrichen. Der ursprüngliche An- - 7 - spruch 12 wurden dahingehend klargestellt, daß ausgebildete Verbindung an der Grenzfläche mechanisch und nicht chemisch gemeint ist in der Form, daß die Grenzflächen zwischen Zweitphase und Basismaterial fest verbunden, also nicht leicht beweglich sind. Der ursprüngliche Anspruch 20 wurde entsprechend der Ursprungsbeschreibung Seite 6, Absatz 4, Zeilen 3 bis 5 konkretisiert. Die Anmeldung betrifft einen Strukturwerkstoff und ein Verfahren zu dessen Her-stellung gemäß den Merkmalen aus dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 11. Strukturwerkstoffe aus Leichtmetall mit eingelagerter Zweitphase sind in den Schriften (1) bis (3), zum Teil auch mit deren Herstellung, genannt. Nach (1) und (3) soll dabei hohe Materialdämpfung erreicht und nach (2) ein Gedächtniseffekt genutzt werden. Dazu werden nach (1) ein homogenes, durch Verformung vorge-spanntes Gefüge, nach (3) dämpfende Graphiteinlagerungen erzeugt und genutzt, wobei die Festigkeit zur Nutzung für Strukturbauteile gering ist. Nach (2) werden eingeformte Partikel einer Gedächtnislegierung verwendet, um einem Strukturbauteil Gedächtniseigenschaften zu verleihen. Anmeldungsgemäß liegt nach der Beschreibung Seite 3, Absatz 3 die Aufgabe vor, einen Werkstoff aus einem Leichtmetall oder einer Leichtmetallegierung als Basismaterial und einer Zweitphase anzugeben, der schon bei geringen Schwin-gungsamplituden eine erhöhte Materialdämpfung aufweist, aber dennoch eine so hohe Zugfestigkeit und Bruchdehnung zeigt, daß er als Strukturwerkstoff verwen-det werden kann. Die Lösung der Aufgabe erfolgt nach den kennzeichnenden Merkmalen gemäß Anspruch 1 in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs dadurch, daß die Zweitphase zumindest teilweise ein martensitisches Gefüge aufweist, das erhalten bleibt. - 8 - Der beanspruchte Strukturwerkstoff und das Verfahren zu seiner Herstellung sind gegenüber dem Stand der Technik neu und beruhen auf erfinderischer Tätigkeit. Aus der US-PS 46 84 414 (1) geht eine homogene Aluminiumbasislegierung mit Silizium hervor, die hohe Dämpfungskapazität aufweist, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung, die eine Warmbehandlung und eine mindestens 5-prozentige Kaltverformung umfassen muß. Weitere Zusätze dieser Legierung sind neben Ei-sen Nebenbestandteile, die aus den Elementen der Gruppen Blei und Antimon, Germanium und Cer bzw aus Nickel, Kobalt, Niob, Zirkon, Titan, Kalzium und Bor ausgewählt sind. Entscheidend dabei ist, daß der Werkstoff nach (1) in homoge-ner Form vorliegen muß, also im Gegensatz zum beanspruchten Werkstoff keine eingeformte Zweitphase aufweist und keine Phase mit martensitischem Gefüge. Zwar sind in der US-PS 46 84 414 (1) in Spalte 6 verschiedene Mechanismen ge-nannt, die eine Dämpfungskapazität des Werkstoffs bewirken können, wie Grenz-gleiten oder Grenzbewegung zwischen Körnern und Haftbewegungen zwischen den Oberflächen von Ausscheidungsphasen und der Matrix, hier als Verbund-Typ bezeichnet, was Dämpfungseigenschaften bewirkt wie sie durch die Graphitla-mellen im Gußeisen oder bei Aluminium-Zink-Legierungen bekannt sind. Neben dem weiteren ferromagnetischen Typ, bei dem äußere Spannungen dazu ver-wendet werden, magnetische Bereiche zu bewegen, gibt es noch den Verlage-rungs-Typ und den Zwillingsgrenzen-Typ mit homogener Gitterscherung bzw Schiebungsumwandlung. Genutzt wird nach der Lehre der Entgegenhaltung (1) der Verlagerungs-Typ für die Gewinnung der Dämpfungskapazität, also ein Hysterese-Effekt bei Verlage-rungen. Dämpfung bewirkt danach ein Energieverlust infolge einer Hysterese mechanischer Störungen durch den wechselseitigen Einfluß von Fremdatomen und Gleitverlagerungen nach Art von innerer Reibung. Dafür dienen nach (1) die homogen verteilten Fremdatomeinlagerungen sowie die durch Kaltverformung eingebrachten Vorspannungen. - 9 - Demgegenüber ist anmeldungsgemäß weder eine homogene Einlagerung von Fremdatomen vorgesehen, noch das Aufbringen von Vorspannungen mittels Kalt-verformung, sondern statt dessen die Einformung einer zumindest teilweise mar-tensitischen Zweitphase, die stabil erhalten bleibt. Dies ist durch (1) weder vorge-geben noch nahegelegt. Nach der US-PS 55 08 116 (2) geht es nicht um eine Materialdämpfung, sondern um die Nutzung eines Gedächtniseffekts für Strukturbauteile. Dazu werden in eine Aluminiumlegierungsmatrix Partikel aus martenitischer Nickel-Titan-Legierung - die als Gedächtnislegierung bekannt ist - als Zweitphase eingelagert. Damit die Wirkung dieser eingelagerten Gedächtnislegierungspartikel auf das Matrixmaterial wirksam übertragen werden kann, müssen die eingelagerten Partikel mit der Matrix so warmverformt werden, daß die Einlagerungspartikel in einer Vorzugs-richtung gestreckt und ausgerichtet vorliegen. Wenn dann die Betriebstemperatur der Bauteile im Bereich der Umwandlungstemperatur der Gedächtnislegierung wechselt, findet in der Gedächtnislegierung eine diffusionslose Schiebungsum-wandlung, das heißt ein Umklappen des Kristallgitters in Form einer homogenen Gitterscherung zwischen unterschiedlichen Gitter- bzw Gefügeformen statt vom Martensit beispielsweise in ein kubisch-flächenzentriertes Gitter. Mit dieser Gitter- und Gefügeumwandlung ist eine Deformation der Partikel aus Gedächtnislegie-rung verbunden, die sich bei gleicher Längserstreckung und Ausrichtung der Teil-chen auf die umgebende Matrix des Strukturwerkstoffs übertragen läßt, wie es Ziel der Lehre der US-PS 55 08 116 (2) ist. Damit kann weder die anmeldungsgemäße Aufgabe gelöst werden noch ist die beanspruchte Lösung von stabiler martensitischer Zweitphase zur Schaffung von Dämpfungskapazität damit nahegelegt. Auch eine Zusammenschau der Entgegenhaltungen (1) und (2) führt nicht ohne erfinderische Tätigkeit zum Anmeldungsgegenstand. - 10 - Zwar nennt die US-PS 46 84 414 (1) in Spalte 6 als Dämpfungsmechanismus beim Zwillingsgrenzen-Typ erstens einen Energieabbau durch Grenzenbewe-gungen zwischen einer martensitischen Phase und der Matrix oder zweitens die Bewegung von Zwillingsgrenzen in wärmeanpassendem Martensit bei Wechsel über den Umwandlungspunkt, beispielsweise bei Titan-Nickel. Im ersten Fall des Energieabbaus durch Grenzbewegungen zwischen martensiti-scher Phase und Matrix handelt es sich um zwei Phasen des selben Materials, das heißt, die martensitische Phase ist eingelagert in einer legierungsgleichen Matrix aus der Umwandlungsphase des Martensits. Die Dämpfungswirkung kann dann nur bei Nutzung der Phasenumwandlung und der entsprechenden Um-wandlungstemperatur genutzt werden. Dies trifft weder anmeldungsgemäß zu noch besteht die Matrix nach Entgegen-haltung (2) aus dem Umwandlungsgefüge der martensitischen Phase gleicher Legierung. Die zweite Form der dämpfenden Absorption entsteht durch Zwillingsgrenzbewe-gungen innerhalb der Martensitphase, wobei der gesamte Werkstoff mit martensi-tischem Gefüge vorliegt. Solche reinmartensitischen Werkstoffe sind schwer be-arbeitbar und nicht geeignet für Strukturbauteile, weil sie die dafür notwendige Festigkeit und Bruchdehnung nicht besitzen. Ein entsprechender Strukturwerkstoff dieser Form ist bisher nicht bekannt. Schließlich kann auch die US-PS 49 46 647 (3) nicht zum beanspruchten Ge-genstand führen. Hier wird Graphit als dämpfende Einlagerungsphase in einer Aluminiumlegierung verwendet, deren festigkeitsmindernde Wirkung aber von großem Nachteil für Strukturbauteile ist. Diese bekannte Lehre legt somit weder alleine noch in Verbindung mit den übrigen Entgegenhaltungen eine stabile mar-tensitische Zweitphase für hohe Materialdämpfung des beanspruchten Struktur-werkstoffs nahe. - 11 - Entsprechendes gilt auch für die von der Anmelderin genannte US 42 36 925 (4), bei der in Metallpulver aus Eisen, Kupfer, Aluminium bzw Gußeisen oder deren Legierungen, die zu Sintermaterial verarbeitet werden, für eine hohe Dämpfungs-kapazität Beli Magnesium oder Graphit in Pulverform beigegeben werden. Abge-sehen davon, daß hier keine martensitische Zweitphase vorliegt und die dämp-fenden Einlagerungen auch die Festigkeit des Werkstoffs mindern , erfordern die notwendigen Verfahrensschritte zur Herstellung wie plastische Verformung und Rekristallisation zusätzliche Verfahrensmaßnahmen. Das führt weg vom bean-spruchten Stukturwerkstoff und dessen Herstellungsverfahren. Der Anspruch 1 ist daher gewährbar und mit ihm auch die darauf rückbezogenen Ansprüche 2 bis 10, die keine Selbstverständlichkeiten betreffen. Auch das Verfahren nach Anspruch 11 zur Herstellung eines Strukturwerkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ist aus dem Stand der Technik weder bekannt noch nahegelegt. Zwar wird auch nach den Entgegenhaltungen (2), (3) und (4) jeweils Pulver eingesetzt, im ersten Fall eine Nickel-Titan-Gedächtnislegierung, wobei jedoch der Herstellungsprozess eine Warmverformung des Verbundwerk-stoffs zwingend vorschreibt, die anmeldungsgemäß nicht vorgesehen ist. Nach (3) wird Graphitpulver mit geschmolzener Aluminiumlegierung gemixt, was ebenfalls dem beanspruchten Verfahren widerspricht. Gemäß (4) wird Pulver aus Graphit, Blei oder Magnesium zugesetzt in das zu sinternde Metallpulver, wobei nach einer plastischen Verformung auch eine Erhitzung über Rekristallisations-temperatur vorgeschrieben ist, was im Gegensatz zum beanspruchten Verfahren steht. Somit ist auch das Verfahren nach Anspruch 11 gewährbar und mit ihm alle darauf rückbezogenen Verfahrensansprüche 12 bis 18, die ebenfalls keine Selbst-verständlichkeiten beinhalten. - 12 - Aufgrund des dargelegten Sachverhaltes war der angefochtene Beschluß aufzu-heben und das Patent mit den im Tenor genannten Unterlagen zu erteilen. Ulrich Dr. K. Vogel Heyne Dr. Henkel Bb
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