BPatG 154 6.70 BUNDESPATENTGERICHT 19 W (pat) 49/02 _______________ (Aktenzeichen) Verkündet am 19. Januar 2005 … B E S C H L U S S In der Beschwerdesache … betreffend die Patentanmeldung 196 48 806.0-32 hat der 19. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf die mündliche Verhandlung vom 19. Januar 2005 unter Mitwirkung des Vorsitzen-den Richters Dipl.-Phys. Dr. Kellerer und der Richter Schmöger, Dr.-Ing. Kaminski und Dipl.-Ing. Groß beschlossen: Die Beschwerde wird zurückgewiesen. - 2 - G r ü n d e I Das Deutsche Patent- und Markenamt - Prüfungsstelle für Klasse H 02 P - hat die am 26. November 1996 eingereichte Anmeldung durch Beschluß vom 15. Fe-bruar 2002 mit der Begründung zurückgewiesen, der Gegenstand des Patentan-spruchs 1 beruhe nicht auf einer erfinderischen Tätigkeit des Fachmanns. Gegen diesen Beschluß richtet sich die Beschwerde der Anmelderin. Die Anmelderin beantragt, den angefochtenen Beschluß aufzuheben und das Patent mit den Unterlagen gemäß Offenlegungsschrift zu erteilen. Der Patentanspruch 1 lautet: "Antriebssystem im Megawatt-Bereich für Industrieanlagen, ins-besondere für Anlagen der Grundstoffindustrie, mit zumindest einem Elektromotor und zumindest zwei Brückenschaltungen, die Teil zumindest eines Umrichters sind, über den der Elektro-motor mit einem Wechselspannungs-Energieversorgungsnetz verbunden ist, - wobei die Brückenschaltungen Leistungshalbleiter auf-weisen, die mit einer bestimmten Schaltfrequenz ge-zündet und/oder gelöscht, d. h. geschaltet werden, - wobei die Schaltfrequenz zumindest einer Brücken-schaltung gleich der Grundschwingung oder gleich ei-nem Vielfachen der Grundschwingung der Wechsel-spannung des Energieversorgungsnetzes und die - 3 - Schaltfrequenz zumindest einer weiteren Brücken-schaltung gleich einem anderen Vielfachen der Grund-schwingung der Wechselspannung des Energiever-sorgungsnetzes ist - und wobei die Schaltfrequenzen der Brückenschaltun-gen während des Betriebes zwischen diesen gewech-selt werden." Mit diesem Antriebssystem soll aufgabengemäß die Schaltverlustleistung bei Um-richtern minimiert werden, insbesondere mit selbstgeführten Brückenschaltungen im Megawattbereich bei gleichzeitiger Minimierung des Oberschwingungsgehaltes (Sp 1 Z 49 bis 53 der OS). Nach Auffassung der Anmelderin sei mit dem anspruchsgemäßen Begriff "Schalt-frequenz" nicht die Zahl der Schaltvorgänge der Halbleiter pro Zeiteinheit bezeich-net sondern es werde darunter die "Pulsfrequenz" verstanden, aus der die An-steuerung hergeleitet werde. Dieses Verständnis entnehme der Fachmann auf dem Gebiet der Umrichter insbesondere aus den bei Umrichtern gebräuchlichen und in den Anmeldeunterlagen wiederholt verwendeten Bezeichnungen "3-fach-/5-fach-Taktung". Mit diesem Verständnis des Begriffes „Schaltfrequenz“ sei der Gegenstand des geltenden Patentanspruchs 1 insbesondere durch den Stand der Technik gemäß der Druckschrift Patents Abstracts of Japan, E-1251 August 20, 1992 Vol.16/No.392, Anmeldung Nr. 2-246819 weder vorweggenommen noch nahe-gelegt. Denn die Pulsfrequenz der in den Figuren 2 (a) und 3(a) der zugehörigen japani-schen Anmeldungsunterlagen dargestellten Dreieckspannungen e1, e2 ändere sich über die zwei dargestellten Perioden nicht. Auch seien die beiden zeitlich gegen-einander verschobenen Pulsmuster (b) bis (e) für die Leistungshalbleiter mit den - 4 - anmeldungsgemäßen Pulsmustern nicht vergleichbar und zeigten auch dort kei-nen Wechsel der Frequenz. Wegen weiterer Einzelheiten wird auf den Akteninhalt verwiesen. II Die zulässige Beschwerde konnte keinen Erfolg haben, denn das Antriebsystem gemäß dem geltenden Patentanspruch 1 beruht nicht auf einer erfinderischen Tä-tigkeit des Fachmanns. Als Fachmann ist hier - wie schon die Prüfungsstelle im Zurückweisungsbeschluß zutreffend festgestellt hat - ein Diplom-Ingenieur (FH) oder (Univ.) anzusehen, der auf dem Gebiet der elektrischen Antriebstechnik (zu dem schon lange vor dem hier zu berücksichtigenden Anmeldetag auch die zugehörige Leistungselektronik gehörte) ausgebildet und mehrere Jahre beruflich tätig ist. 1. Lehre des Patentanspruchs 1 Schon das erste Spiegelstrich-Merkmal des Patentanspruchs 1 gibt dem Fach-mann mit der Angabe "..die mit einer bestimmten Schaltfrequenz gezündet und/oder gelöscht, d.h. geschaltet werden,.." (Unterstreichung hinzugefügt) die Lehre, daß mit dem Begriff "Schaltfrequenz" die Häufigkeit der Zündungen bzw. Löschungen der Leistungshalbleiter bezeichnet werden soll. Diese Häufigkeit ist gemäß dem zweiten Spiegelstrich-Merkmal auf die Grund-schwingung der Wechselspannung des (das Antriebssystem speisenden) Energie-versorgungsnetzes bezogen, und hat darin auch die für eine Frequenzangabe er-forderliche zeitliche Berechnungsgrundlage. In Übereinstimmung damit entnimmt der Fachmann auch der Anmeldungsbe-schreibung, daß aus der Häufigkeit des Zündens oder Löschens der Leistungs-halbleiter die "Schaltfrequenz" ermittelt wird. - 5 - Denn in den als "Pulsmuster" (Sp 4 Z 13 und Z 25 der OS) bezeichneten gestuften periodischen Verläufen der Figuren 5 und 6 erkennt der Fachmann den typischen zeitlichen Verlauf der Ein-/Ausschaltzustände der - gemäß Ordinatenbeschriftung -jeweiligen Leistungshalbleiter V1 bis V4. Dazu passend ist in der Beschreibung (Sp 4 Z 18 bis 20) weiter angegeben, daß "der Phasenbaustein 115" - d.h. dessen Leistungshalbleiter - mit dem Pulsmuster.. geschaltet wird, d.h. daß die Flanken der Pulsmuster jeweils einen Schaltvorgang darstellen. Wiederum passend dazu zeigen die Figuren 5 und 6 eine Schaltfrequenz von vier EIN-/AUS-Schaltvorgängen pro Periode (Pulsmuster 122, Pulsmuster 124/erste Periode, Pulsmuster 125/zweite Periode) bzw. von zwölf EIN-/AUS-Schaltvorgän-gen (Pulsmuster 123, Pulsmuster 124/zweite Periode, Pulsmuster 125/erste Peri-ode), so daß die Schaltfrequenz gemäß dem Pulsmuster mit zwölf EIN-/AUS-Schaltvorgängen pro Periode auch gleich dem Dreifachen der - der Grundschwin-gung des Wechselspannungsenergieversorgungsnetzes gleichen - Schaltfrequenz des Pulsmusters mit vier EIN-/AUS-Schaltvorgängen pro Periode ist, wie es das zweite Spiegelstrichmerkmal des Patentanspruchs 1 fordert. Auch die Angabe, daß "die Brückenschaltungen... mit einer Schaltfrequenz... be-trieben.." werden (zB Sp 4 Z 44 bis Sp 5 Z 23) läßt den Fachmann nicht daran denken, daß mit dem Begriff "Schaltfrequenz" statt des Betriebs der die Brücken-schaltungen bildenden Leistungshalbleiter die internen Signale einer Ansteuerung gemeint sein könnten, aus der erst die Schaltsignale für jeden Leistungshalbleiter abgeleitet werden. Denn in den gesamten Anmeldeunterlagen fehlen jegliche Hinweise auf die An-steuerung und in den zahlreich dargestellten Brückenschaltungen ist deren An-steuerung schaltungstechnisch nicht einmal angedeutet. - 6 - Da dem Fachmann überdies am Anmeldetag nicht nur analoge Schaltungen be-kannt waren, deren Bauelemente mit einer bestimmten Frequenz betrieben wer-den, um damit periodische Schaltvorgänge bei Leistungshalbleitern zu erzeugen, sondern auch digitale Ansteuerungen, bei denen die Schaltzeitpunkte gespeichert sind oder berechnet werden, wird vom Fachmann in den Anmeldeunterlagen auch keine Ansteuerung ohne weiteres mitgelesen, die überhaupt mit einer - von der Anmelderin als "Pulsfrequenz" bezeichneten - Frequenz betrieben werden müßte. Entgegen der in der mündlichen Verhandlung seitens des Anmeldervertreters ge-äußerten Auffassung versteht der Fachmann nach Auffassung des Senats unter dem Begriff "Taktung" (Sp 1 Z 37 bis 48) eine Taktgebung für die Stromrichterven-tile. Die zugehörige Frequenz, mit der die periodische Zündung erfolgt, wird als auf dem Gebiet der Stromrichtertechnik als "Taktfrequenz" bezeichnet, und entspricht von ihrer Definition deshalb dem in der Anmeldung durchgängig offenbarten Ver-ständnis der "Schaltfrequenz" als Schalthäufigkeit der Halbleiter. 2. Zur Patentfähigkeit des Antriebssystems gemäß dem Patentanspruch 1 Aus der DE 44 39 932 A1 ist ein Antriebssystem im Megawatt-Bereich für Indu-strieanlagen , insbesondere für Anlagen der Grundstoffindustrie bekannt (Sp 2 Z 57 bis 61) mit zumindest einem Elektromotor 5 und zumindest zwei Brückschal-tungen 1,2, die Teil zumindest eines Umrichters 1, 2, 3, 4 sind, über den der Elek-tromotor mit einem Wechselspannungs-Energieversorgungsnetz (Eingang des Trafos TR 6) verbunden ist, wobei die Brückenschaltungen Leistungshalbleiter aufweisen (Fig 1 iVm Sp 8 Z 7 bis 28). Als für derartige Anordnungen selbstverständlich wird in diesem Zusammenhang vom Fachmann auch der Rest des ersten Spiegelstrich-Merkmals ohne weiteres mitgelesen, daß die Leistungshalbleiter der Brückenschaltungen mit einer be-stimmten Schaltfrequenz gezündet und/oder gelöscht, d.h. geschaltet werden. - 7 - Mangels anderweitiger Angaben und im Blick auf die dortigen Figuren 7A und 7B entnimmt der Fachmann für das Antriebssystem gemäß Figur 1, daß beide Brückenschaltungen 1, 2 mit der gleichen Frequenz betrieben werden, die in der Größenordnung der im Bereich der in der Beschreibungseinleitung (Sp 1 Z 34 und 37 sowie Sp 2 Z 16) genannten Frequenzen liegt. Der Gegenstand gemäß dem Patentanspruch 1 unterscheidet sich demnach vom bekannten dadurch, - daß die Schaltfrequenz zumindest einer Brückenschaltung gleich der Grund-schwingung oder gleich einem Vielfachen der Grundschwingung der Wech-selspannung des Energieversorgungsnetzes und die Schaltfrequenz zumin-dest einer weiteren Brückenschaltung gleich einem anderen Vielfachen der Grundschwingung des Wechselspannung des Energieversorgungsnetzes ist, - und daß die Schaltfrequenzen der Brückenschaltungen während des Be-triebs zwischen diesen gewechselt werden. Dieser Unterschied kann jedoch nicht patentbegründend sein. Ausgehend von dem aus der DE 44 39 932 A1 bekannten Antriebssystem stellt sich die in der Anmeldung angegebene Aufgabe, die Schaltverlustleistung bei Um-richtern zu minimieren, insbesondere mit selbstgeführten Brückenschaltungen im Megawattbereich bei gleichzeitiger Minimierung des Oberschwingungsgehaltes, dem Fachmann in der Praxis von selbst. Denn bei Anwendungen im Megawattbereich müssen die Leistungshalbleiter re-gelmäßig bis an ihre Leistungsgrenzen ausgenutzt werden, insbesondere auch thermisch, so daß der Fachmann einer Vermeidung von Schaltverlusten aus die-sem Grunde besondere Aufmerksamkeit widmen muß. Daß er dabei die Oberwellen nicht außer Acht lassen kann, entnimmt er bereits der DE 44 39 932 A1 (insbes Sp 1 Z 12 bis 16). - 8 - Zur Lösung der Aufgabe wird er sich insbesondere auf dem Gebiet der Vielfach-wechselrichter umschauen, und Anordnungen in Betracht ziehen, bei denen die Schaltleistungsverluste der Leistungshalbleiter verringert sind. Hierzu findet er in Patents Abstracts of Japan, E-1251 August 20, 1992 Vol.16/No.392, Anmeldung Nr. 2-246819 in Verbindung mit den Figuren 1 bis 3 der zugehörigen japanischen Druckschrift ein System, das - ebenso wie das An-triebssystem gemäß Patentanspruch 1 - zwei Brückenschaltungen 1-1, 1-2 auf-weist, die Teil eines Umrichters sind (Fig 1). Die Brückenschaltungen weisen Leistungshalbleiter 2 auf, die mit einer bestimm-ten Schaltfrequenz gezündet und/oder gelöscht, d.h. geschaltet werden. Die Schaltfrequenz für die Brückenschaltung 1-1 entnimmt der Fachmann den Si-gnalverläufen SP1, SN1 (Fig 3 (b) bis 3 (e)). Denn über die zugehörigen Leitungen (Fig 1) werden die GTO-Thyristoren 2 angesteuert, ebenso die Brückenschal-tung 1-2 mittels den Signalverläufen SP2, SN2. Ziel der dortigen Ansteuerung ist die Reduzierung der erforderlichen Kühlung durch Wechseln der Schaltpulse zwischen den beiden Umrichtern (PURPOSE), so daß für jeden GTO Thyristor eine kleine Kühleinheit verwendet werden kann (CONSTITUTION). Für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich, wird dieses Ziel dort hinsichtlich der die erforderliche Kühlung beeinflussenden Schaltverluste dadurch erreicht, daß während des Betriebs abwechselnd immer eine der beiden Brückenschaltungen mit einer höheren, die andere mit einer demgegenüber niedrigeren Schaltfrequenz angesteuert werden, so daß sich die Leistungshalbleiter der niederfrequent getak-teten Brücke thermisch "ausruhen" können. - 9 - Durch Abzählen der Schaltflanken in den Verläufen SP1, SN1 (Fig 3) ergibt sich zwischen dem ersten und dritten Nulldurchgang der Grundschwingung e0 (Fig 1 (a)) eine Schaltfrequenz von drei Schaltvorgängen pro Periode der Grund-schwingung und zwischen dem dritten und fünften Nulldurchgang eine Schaltfre-quenz von fünf Schaltvorgängen pro Periode. Für die Verläufe SP2, SN2 ergibt sich dementsprechend eine Schaltfrequenz von fünf Schaltvorgängen für die erste Periode der Grundschwingung und von drei Schaltvorgängen für die zweite Periode. Da dort - wie auch beim Antriebssystem der DE 44 39 932 A1 - zwei Brücken-schaltungen auf eine gemeinsame Last arbeiten, wird der Fachmann zur Minimie-rung der Schaltverluste die in Patents Abstracts. a.a.O. gegebene Anregung auf-greifen, und die Schaltfrequenz derart einstellen, daß jede Brückenschaltung ab-wechselnd mit einer hohen und und einer niedrigen Frequenz betrieben wird, und verwirklicht damit ohne weiteres das zweite und dritte Spiegelstrich-Merkmal des Patentanspruchs 1. Auch daß sich bei einem derartigen Betrieb des aus DE 44 39 932 A1 bekannten Antriebssystems der schon in Patents Abstracts. a.a.O. angegebene Erfolg einer thermischen Entlastung der Leistungshalbleiter unmittelbar einstellt, ist für den Fachmann absehbar, da die Leistungshalbleiter der mit einer niedrigeren Schalt-frequenz betriebenen Brückenschaltung jeweils geringer belastet sind. Damit ergibt sich aber unmittelbar auch der für den Anmeldegegenstand (insbes Sp 2 Z 7 bis 10) geltend gemachte Vorteil, daß nicht Schaltverluste gemäß der hö-heren der beiden Schaltfrequenzen entstehen sondern nur gemäß der mittleren der beiden Schaltfrequenzen. Daß in Patents Abstracts. a.a.O. die Versorgung der beiden Brückschaltungen aus einer Batterie E/2 erfolgt und nicht aus einem Wechselspannungs-Energiever-sorgungsnetz, kann den Fachmann von einem derartigen Vorgehen nicht abhal-ten. Denn auch bei den anmeldungsgemäßen Ausführungsbeispielen (Fig 1 und 7) werden die den Elektromotor speisenden Brückenschaltungen aus einer - 10 - Gleichspannungsquelle versorgt, die durch den/die jeweiligen Zwischenkreiskon-densator/en gebildet ist. Nach Fortfall des Patentanspruchs 1 sind auch die auf diesen direkt oder indirekt rückbezogenen Unteransprüche nicht gewährbar. Es kann auch dahingestellt bleiben, ob es sich bei dem geltenden Anspruch 15 um einen Nebenanspruch handelt; denn es liegt nur ein Antrag auf Erteilung eines Pa-tents in Verbindung mit dem (nicht gewährbaren) Patentanspruch 1 vor. Dr. Kellerer Schmöger Dr. Kaminski Groß Be
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