BUNDESPATENTGERICHT 20 W (pat) 29/99 _______________ (Aktenzeichen) Verkündet am 22. Mai 2000 … B E S C H L U S S In der Beschwerdesache betreffend die Patentanmeldung 197 50 620.8-52 … hat der 20. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf die mündliche Verhandlung vom 22. Mai 2000 durch den Vorsitzenden Richter Dr. Anders sowie die Richter Dipl.-Ing. Obermayer, Dr. Hartung und Dr. van Raden beschlossen: Die Beschwerde wird zurückgewiesen. BPatG 154 6.70 - 2 - G r ü n d e I Die Anmeldung wurde zurückgewiesen, weil der Gegenstand des damals gelten-den Anspruchs 1 nahegelegt sei. Die Anmelderin stellt den Antrag, den angefochtenen Beschluß aufzuheben und das Patent zu ertei-len mit Patentansprüchen 1 bis 9 vom 10. Mai 2000, Beschreibung S 1, 3 bis 11 vom Anmeldetag, S 2, 2a vom 4. August 1998, zwei Blatt Zeichnungen vom 30. April 1998 (Fig 1, 2), hilfsweise das Patent zu erteilen auf der Grundlage eines aus den Ansprü-chen 6 und 1 neu gebildeten Patentanspruchs 1. Der Anspruch 1 lautet: "1. Verfahren zum Bestimmen des Füllstandes (FS1; FS2) einer Flüssigkeit in einem abgeschlossenem Behälter (1), wobei - der Behälter (1) wahlweise nacheinander mit einer Vorrichtung (7) zum Erzeugen einer Druckänderung im Innern des Behälters (1) oder der Atmosphäre verbindbar ist und - die Druckänderung im Behälter (1) mittels eines Drucksensors (3) erfaßt und zur Bestimmung des Füllstandes (FS1, FS2) aus-gewertet wird, - eine Druckänderung in dem nicht mit Flüssigkeit gefülltem Gasvolumen (V) des Behälters (1) bei zur Atmosphäre hin abge-schlossenem Volumen (V) erzeugt wird, - 3 - - die Druckerzeugung bei Erreichen eines vorgegebenen Druck-wertes (ps) beendet wird und das Gasvolumen (V) mit der Atmo-sphäre verbunden wird, so daß ein Druckausgleich bis zum Um-gebungsdruck (pu) stattfindet, gekennzeichnet durch folgende Schritte, - Ermitteln der zum Gasvolumen (V) proportionalen Zeitkon-stante (τ) des Druckverlaufes (p) zwischen Beginn und Ende des Druckausgleiches, indem der Druckverlauf (∆p) während des Druckausgleichs mit Hilfe eines mathematischen Modells in Form einer Differentialgleichung 1. Ordnung mit der Zeitkonstante (τ) beschrieben wird und - anschließendem Bestimmen des Füllstandes (FS1; FS2) der Flüssigkeit durch Auswerten der Zeitkonstante (τ)." Der Anspruch 6 lautet: "6. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Differentialgleichung 1. Ordnung folgende Form aufweist: ( )∆ ∆ ∆ρ τ δ= − ⋅ − ⋅1p p tStart mit ∆ ∆ρ = − ⋅ ⋅1R Cp und τ η ρπ ρ= ⋅ =⋅ ⋅ ⋅ ⋅⋅ ⋅ ⋅R CVr pmixu a8 1 040,, ir ρ 0,air = Dichte der Luft bei Normalbedingungen (po,air = 1,29 kg/m3), - 4 - ρ 0,mix = Dichte des Kraftstoffdampfes bei Normalbedingungen (Normaltemperatur To = 273,15 K, Normaldruck p0 = 1013 hPa) ∆p = Druckdifferenz ps-pu δ (t) = Dirac-Verteilung ∆pStart = Differenzdruck ps-pu ρ u = Umgebungsdruck ρ = Tankdruck ps = Schwellenwert V = Volumen oberhalb der Flüssigkeit im Behälter l = Länge der Verbindungsleitung r = Radius der Verbindungsleitung η = Viskosität der Luft bei Normalbedingungen (η=1,74.10-5 Ns/m2) τ = Zeitkonstante. In der mündlichen Verhandlung ist ua die im Prüfungsverfahren ermittelte Entge-genhaltung (2) DE 39 29 506 A1 erörtert worden. II A. Zum Hauptantrag Der Anspruch 1 ist nicht gewährbar, sein Gegenstand nach §§ 1 und 4 PatG nicht patentfähig, weil er am Anmeldetag dem Fachmann durch (2) nahelag. Als Fachmann gilt hier ein Maschinenbauingenieur mit Fachhochschulabschluß, der in der Regelungstechnik bewandert ist und auf dem Gebiet der Kraftfahr-- 5 - zeugtechnik arbeitet. Dabei zählt es namentlich zu seinen Aufgaben, die im Kraftfahrzeug von Sensoren gewonnenen Betriebsgrößen einem Steuergerät zu-zuführen und dort einer digitalen Datenverarbeitung zu unterziehen. Die von den Sensoren erfaßten Signale müssen dabei in der Regel digitalisiert werden, da sie zunächst nur als Analogsignale vorliegen. Zu den in einem Kraftfahrzeug auftretenden Signalen zählt dabei ua dasjenige für die Füllstandshöhe des Kraftstofftanks. a) Die Druckschrift (2) beschreibt ein Verfahren zum Bestimmen des Füllstandes einer Flüssigkeit in einem abgeschlossenen Behälter 1, der wahlweise nachein-ander mit einer Vorrichtung 6, 9 zum Erzeugen einer Druckänderung in seinem Inneren verbunden ist. Die Druckänderung im Behälter 1 wird mittels eines Druck-sensors 4 erfaßt und zur Bestimmung des Füllstandes ausgewertet (Sp 4 Z 23 bis 36). Bei zur Atmosphäre hin abgeschlossenem Gasvolumen 3 des Behälters 1 wird, ausgehend von einem Druckwert pO - zB Atmosphärendruck oder geringfügig darüber -, eine Druckänderung erzeugt und bei Erreichen eines vorgegebenen Druckwertes p1 beendet (Sp 2 Z 29 bis 38). Dann wird das Gasvolumen 3 mit der Atmosphäre verbunden, so daß ein Druckausgleich bis zum Druck pO, also zum Umgebungsdruck, stattfindet (Sp 2 Z 61 bis 67). Die für den Druckausgleich erforderliche Zeit ist ein Maß für den Flüssigkeitsin-halt 2 des Tanks (Sp 2 Z 67 bis Sp 3 Z 1). Sie wird von einem Anzeigeinstru-ment 16 angezeigt, das, direkt in Füllstandseinheiten geeicht, damit den Füllstand direkt wiedergibt (Sp 3 Z 2 bis 9). b) Nach (2) ist daran gelegen, die benötigte Zeit für das Ausströmenlassen des Gases nach Möglichkeit kleiner als zwei Sekunden zu halten, und zwar unabhän-gig von der Größe des jeweiligen Gasvolumens 3 (Sp 4 Z 37 bis 43, Sp 3 Z 37 bis 43). Hierzu schaltet ein uC 12 abhängig vom Flüssigkeitsinhalt auf unter-schiedliche Druckdifferenzen p1 - p0 (Sp 3 Z 51 bis 61). Dies kann ersichtlich da-- 6 - durch erreicht werden, daß die vom uC 12 gesteuerte Pumpe 6 bei verhältnismä-ßig geringem Gasvolumen einen relativ hohen Druckwert p1, bei hohem Gasvolu-men hingegen einen relativ niedrigen Druckwert p1 erzeugt und von diesem jewei-ligen Anfangswert ein Druckausgleich auf den Umgebungsdruck p0 stattfindet. Das Einhalten der gewünschten Druckausgleichszeit durch Vorgabe der geeig-neten Druckdifferenz für unterschiedlich große Gasvolumina erfordert Aufschluß über den zeitlichen Druckverlauf während des Druckausgleichs: Wie sich der Tankdruck abhängig von der Zeit mit dem Parameter Gasvolumen ändert. Wenn der Fachmann schon nicht von sich aus weiß, daß für ein bestimmtes Gas-volumen der Druckausgleich von p1 zu p0 nach einer e-Funktion verläuft, so wird ihm dies zumindest im Rahmen der obliegenden Untersuchungen zuteil. Diese Kenntnis des exponentiellen Druckausgleichverlaufs liefert ihm nicht nur die Erklärung dafür, weshalb nach (2) der relativ niedrige Wert p0 zB geringfügig über dem Atmosphärendruck liegen kann (Sp 2 Z 29 bis 31): Da die Funktion (p1 - p0) e - t/τ sich gegen Ende nur langsam p0 nähert, so wartet man bei der Zeitmessung nicht bis zum vollständigen Abklingen auf p0, sondern erfaßt eine "Einstellzeit", zu der sich der Druckwert zB auf 99 % oder 99,9 % p0 genähert hat. Dies ist bekanntlich nach einer Zeitspanne von 4,6τ bzw 6,9τ der Fall. Beachtung schenkt der Fachmann der e-Funktion auch noch aus einem anderen Grund. Sie ist die Lösung der Differentialgleichung erster Ordnung für den Druck-verlauf während des Druckausgleichs. Dieses mathematische Modell greift er auf, wenn an ihn die alltägliche Forderung nach höherer Meßgenauigkeit herantritt. Wie er weiß, läßt sich diese nicht nur dadurch erhöhen, daß man nach (2) die Messung wiederholt (Sp 3 Z 9 bis 12). Die Genauigkeit kann er auch dadurch steigern, daß für ein und dasselbe Gasvolumen zusätzliche Meßpunkte zwi-schen p1 und p0 erfaßt werden. Der Druckverlauf (p1 - p0) e -t/τ ist durch die Grö-- 7 - ßen (p1 - p0) und τ festgelegt. Wenn demnach für ein und dasselbe Gasvolumen während des Druckausgleichs zwischen p1 und p0 die Zeitkonstante τ das Maß dafür angibt, wie schnell der Ausgleich stattfindet, so liegt es auf der Hand, wenn der Fachmann diese Zeitkonstante als Maß für das jeweilige Gasvolumen heran-zieht: Es liefert jeder Meßpunkt durch den gemessenen Druckabfall und die dazu-gehörende "Einstellzeit" die Größe der zum Gasvolumen proportionalen Zeitkon-stanten τ. Über eine hinreichend große Anzahl von Meßpunkten ermittelt, wertet sie der Fachmann anschließend zum genaueren Bestimmen des Füllstandes der Flüssigkeit aus. B. Zum Hilfsantrag Das Verfahren nach dem Anspruch 1 ist selbst dann nicht erfinderisch, wenn man es noch mit den Merkmalen des Anspruchs 6 näher beschreibt. Dieser Unteran-spruch spiegelt lediglich eine Vorgehensweise wider, die zum fachmännischen Handeln zählt. a) Der Anspruch 6 zeigt die Form der Differentialgleichung erster Ordnung für den Druckausgleich in einem Ansatz für die Abtastung der Druckwerte und gibt den formelmäßigen Zusammenhang zwischen der Zeitkonstanten τ und den sie be-stimmenden Parametern an. b) Wenn der Fachmann gemäß dem unter A. b) gemäß Gesagten beim Druck-ausgleich von p1 auf p0 eine mehr oder weniger große Anzahl von Meßpunkten wählt, so bedeutet dies bei digitaler Signalverarbeitung, daß zeitdiskrete, durch eine Abtastung gewonnene digitale Druckwerte vorliegen. Diesen technischen Vorgang drückt er zB durch das mathematische Modell der angegebenen Diffe-rentialgleichung erster Ordnung aus. Er weiß, daß die Zeitkonstante τ nicht nur vom Gasvolumen und dem Querschnitt der Ausströmleitung abhängt ((2) Sp 3 Z 13 bis 37); er kennt ggf nach Befragung - 8 - eines Spezialisten auf dem Gebiet der Pneumatik auch die übrigen die Zeitkon-stante bestimmenden Parameter. Der nähere Einfluß jedes Parameters auf die Zeitkonstante läßt sich aufgrund der physikalischen Zusammenhänge oder an-hand einfacher Versuche relativ leicht ermitteln und der im Anspruch 6 an-gegebene formelmäßige Zusammenhang daraus ohne weiteres ableiten. Dr. Anders Obermayer Dr. Hartung Dr: van Raden Pr/Mr
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