Stahlkolben: Maßstabsgerechte Patentfiguren können Größenverhältnisse offenbaren
KI-Zusammenfassung
Die Patentinhaberin wandte sich gegen den Widerruf ihres Patents zu einer Kolben-/Kolbenbolzen-Anordnung für PKW-Dieselmotoren. Streitpunkt war u. a., ob Merkmale zu prozentualen Größenverhältnissen (M7–M9) aus Figuren des Stands der Technik durch Nachmessen entnehmbar sind. Das BPatG wies die Beschwerde zurück, weil D1 den Anspruch 1 neuheitsschädlich vorwegnimmt; die Figuren seien im Einzelfall als maßstabsgerecht anzusehen. Hilfsweise fehle es auch an erfinderischer Tätigkeit ausgehend von E3 in Verbindung mit Fachwissen bzw. E5.
Ausgang: Beschwerde der Patentinhaberin gegen den Widerruf wegen fehlender Patentfähigkeit zurückgewiesen.
Abstrakte Rechtssätze
Ob Zeichnungen in Patentveröffentlichungen schematisch oder maßstabsgerecht sind, ist nach dem Verständnis des angesprochenen Fachmanns im Einzelfall zu beurteilen.
Für eine maßstabsgerechte Zeichnung spricht insbesondere, wenn die Figur der Veranschaulichung in der Beschreibung gelehrter Größenverhältnisse dient und Beschreibung und Figur insoweit übereinstimmen.
Bereichsangaben in Patentansprüchen werden bereits durch die Offenbarung eines einzelnen konkreten Wertes innerhalb des beanspruchten Bereichs getroffen; eine Offenbarung der Bereichsgrenzen ist hierfür nicht erforderlich.
Der Offenbarungsgehalt einer Entgegenhaltung bestimmt sich nach ihrem tatsächlichen Inhalt; hypothetische Mess- oder Auswertefehler bei der Entnahme aus Figuren ändern den Offenbarungsgehalt nicht.
Technische Fachveröffentlichungen können – je nach Darstellungszweck – maßstabsgerechte Abbildungen enthalten, aus denen der Fachmann zur Klärung fehlender Maßangaben Größenverhältnisse entnehmen darf.
Leitsatz
Stahlkolben
Ob Figuren in Patentveröffentlichungen als lediglich schematische Darstellungen anzusehen sind, wie sie üblicherweise in Patentschriften zu finden sind (BGH, Beschluss vom 16. Oktober 2012, X ZB 10/11 – Steckverbindung), oder als maßstabsgerechte Zeichnungen, ist eine Frage des Einzelfalls, die aus der Sicht des Fachmanns zu beantworten ist, an den sich die Erfindung richtet.
Der Fachmann berücksichtigt dabei neben der Art der Darstellung vor allem die Funktion die der jeweiligen Figur zukommt, wobei für das Vorliegen einer maßstabsgerechten Zeichnung insbesondere spricht, wenn diese dazu dient, in der Beschreibung gelehrte Größenverhältnisse zu veranschaulichen, und diesbezüglich Beschreibung und Figur übereinstimmen.
Tenor
In der Beschwerdesache
…
betreffend das Patent 10 2012 008 690
hat der 12. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf die mündliche Verhandlung vom 16. Dezember 2025 unter Mitwirkung des Richters Dr.-Ing. Krüger als Vorsitzender sowie der Richter Dipl.-Ing. Univ. Richter, Dipl.-Ing. Univ. Dipl. Wirtsch. Ing. (FH) Ausfelder und des Richters Posselt
beschlossen:
Die Beschwerde der Patentinhaberin wird zurückgewiesen.
Gründe
I.
Die Beschwerdeführerin ist Inhaberin des Patents 10 2012 008 690, das am 28. April 2012 angemeldet wurde, und dessen Erteilung am 16. Mai 2019 veröffentlicht wurde.
Gegen das Patent hatten die Einsprechende zu 1 am 14. Februar 2020 und die Einsprechende zu 2 am 17. Februar 2020 Einspruch erhoben und jeweils als Widerrufsgrund mangelnde Patentfähigkeit geltend gemacht. Die Patentinhaberin war dem entgegengetreten und hatte das Patent in der erteilten Fassung verteidigt.
Die Patentabteilung 13 hat mit in der Anhörung vom 8. November 2022 verkündetem Beschluss das Patent widerrufen und dabei zur Begründung angegeben, der Gegenstand des Anspruchs 1 sei ausgehend von der Entgegenhaltung E6 durch die E1 nahegelegt. Gegen diesen Beschluss richtet sich die Beschwerde der Patentinhaberin vom 25. Januar 2023. Sie hat dazu ausgeführt, dass der Fachmann ausgehend von der E6 auch dann, wenn er die E1 in Betracht zöge, nicht in naheliegender Weise zu den in E6 nicht offenbarten Anspruchsmerkmalen M8 und M9 gelange, da auch die E1 die Merkmale M8 und M9 nicht offenbare. Diese seien in keiner der Entgegenhaltungen E1 bis E16 offenbart.
Mit der Ladung zur mündlichen Verhandlung vom 2. Juli 2025 erging ein Hinweis an die Beteiligten, dass in der Verhandlung zu diskutieren sein werde, ob der im Beschluss der Patentabteilung zitierten Entscheidung BGH X ZB 10/11 – Steckverbindung möglicherweise zu entnehmen sei, dass es auf den Einzelfall ankomme, ob der Fachmann Zeichnungen in Patentschiften als schematisch oder als maßstäblich gemeint ansieht, und dass gegebenenfalls von Bedeutung sein könne, was der Fachmann hinsichtlich der Merkmale M7, M8 und M9 des Anspruchs 1 des Streitpatents den Figuren der Entgegenhaltungen D1 und E3 entnehmen könne.
Die Patentinhaberin hat dazu die Auffassung vertreten, dass die Entgegenhaltung D1 die Merkmale M8 und M9 nicht offenbare, da diese allenfalls den Figuren der D1 durch Nachmessen entnehmbar seien. Figuren in Patentschriften seien jedoch nach einhelliger Rechtsprechung des BGH grundsätzlich nur schematisch, nicht dagegen maßstäblich.
Der Fachartikel E3 enthalte, wie im Übrigen auch die D1, keinen Hinweis darauf, dass die Figuren maßstäblich seien. Darüber hinaus sei jedenfalls Merkmal M9 auch den Figuren der E3 nicht entnehmbar.
Die Patentinhaberin und Beschwerdeführerin beantragt,
den Beschluss der Patentabteilung 13 des Deutschen Patent- und Markenamtes vom 8. November 2022 aufzuheben und das Patent in der erteilten Fassung aufrecht zu erhalten.
Die Einsprechenden und Beschwerdegegnerinnen zu 1 und zu 2 beantragen jeweils,
die Beschwerde der Patentinhaberin zurückzuweisen.
Sie sind der Auffassung, dass mit der D1 ein von der BGH-Rechtsprechung nicht ausgeschlossener Ausnahmefall vorliege, da die Figuren der D1 dazu dienten, in der Beschreibung gelehrte Größenverhältnisse darzustellen. Sie seien deshalb maßstäblich und offenbarten die Größenverhältnisse der Merkmale M8 und M9.
Die E3 sei eine ingenieurwissenschaftliche Veröffentlichung, daher greife die BGH-Entscheidung X ZB 10/11 – Steckverbindung hier nicht. Die Figur 3 der E3 veranschauliche offensichtlich die Ergebnisse von Simulationsrechnungen, sie sei daher wissenschaftlich exakt und offenbare Merkmal M9. Darüber hinaus könne der Fachmann auch ausgehend von E3 als nächstliegendem Stand der Technik die E5 heranziehen und mit Bild 3 der E5 in naheliegender Weise zum Merkmal M9 gelangen.
Das Patent umfasst 10 Ansprüche mit einem Hauptanspruch 1 und darauf rückbezogenen Unteransprüchen 2 bis 10.
Der Anspruch 1 lautet (mit hinzugefügten Gliederungszeichen M1 bis M9):
M1 Anordnung (10, 110) aus einem Kolben (11, 111)
und einem Kolbenbolzen (12, 112)
M2 für einen PKW-Dieselmotor, wobei
M3 der Kolben einen Kolbenkopf (13, 113) mit einem Kolbenboden (15, 115)
M4 sowie Kolbennaben (19, 119) aufweist,
die über Nabenanbindungen (21, 121)
mit der Unterseite (15a, 115a) des Kolbenbodens (15, 115) verbunden sind
M5 und die mit Nabenbohrungen (23, 123)
zur Aufnahme des Kolbenbolzens (12, 112) versehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
M6 dass der Kolben (11, 111) aus einem Stahlwerkstoff hergestellt ist,
M7 dass die Kompressionshöhe (KH) des Kolbens (11, 111)
37% bis 45% des Kolbendurchmessers (KD) beträgt,
M8 dass der Kolbenbolzendurchmesser (BD)
33% bis 38% des Kolbendurchmessers (KD)
M9 und dass die Kolbenbolzenlänge (BL)
57% bis 63% des Kolbendurchmessers (KD) beträgt.
Im Verfahren sind unter anderem die folgenden Entgegenhaltungen:
D1 WO 2011 / 056 822 A2
E3 OTTLICZKY, Emmerich [et al.]: Stahlkoben für PKW-Dieselmotoren.
In: MTZ, 72, 2011, 10, S. 728-734. – ISSN 0024-8525
E5 BACKHAUS, Richard: Kolben aus Stahl für Pkw-Dieselmotoren.
In: MTZ, 70, 2009, 12, S. 902-906. – ISSN 0024-8525
E6 DE 100 63 568 A1
Bezüglich des Wortlauts der erteilten Unteransprüche sowie zum weiteren Vorbringen der Beteiligten wird auf die Akte verwiesen.
II.
Die zulässige Beschwerde der Patentinhaberin führt nicht zum Erfolg, da der mit den zulässigen Einsprüchen geltend gemachte Widerrufsgrund der mangelnden Patentfähigkeit sich als zutreffend erweist.
1. Gegenstand des Patents ist laut dem Absatz 0001 der Beschreibung eine Anordnung aus einem Kolben und einem Kolbenbolzen für einen PKW-Dieselmotor, wobei der Kolben einen Kolbenkopf mit einem Kolbenboden sowie Kolbennaben aufweist, die über Nabenanbindungen mit der Unterseite des Kolbenbodens verbunden sind, und die mit Nabenbohrungen zur Aufnahme des Kolbenbolzens versehen sind.
In den Absätzen 0005 bis 0007 sind Probleme von aluminiumbasierten Kolben-werkstoffen, insbesondere die geringe mechanische Festigkeit, und von Stahlwerkstoffen, insbesondere geringere Wärmeleitfähigkeit und höheres Gewicht, im Hinblick auf den Einsatz in modernen PKW-Dieselmotoren erläutert.
Im Absatz 0008 ist als Aufgabe der Erfindung angegeben, einen gattungsgemäßen Kolben hinsichtlich seines Gewichts, seiner mechanischen und thermischen Belastbarkeit und seines Reibungsverhaltens zu optimieren.
Diese Aufgabe wird laut Absatz 0009 mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
2. Als Fachmann für den patentgemäßen Gegenstand zuständig ist ein Ingenieur des Maschinenbaus mit einem Abschluss als Dipl.-Ing. oder Master (UNI/TU) und mehrjähriger Berufserfahrung in der Entwicklung und Konstruktion von Kolben und Kolbenbolzen für PKW-Dieselmotoren.
3. Die Merkmale M7, M8 und M9 des Anspruchs 1 bedürfen hinsichtlich ihres Verständnisses durch den Fachmann der Erläuterung.
Die Begriffe Kompressionshöhe (M7), Kolbenbolzendurchmesser (M8), Kolbenbolzenlänge (M9) und Kolbendurchmesser (M7, M8, M9) geben jeweils ein Längenmaß an und können daher für jede Anordnung aus einem Kolben und einem Kolbenbolzen nur jeweils einen einzigen Wert besitzen. Dementsprechend können auch die in den Merkmalen M7, M8 und M9 angegebenen Prozentangaben zu den Verhältnissen „Kompressionshöhe zu Kolbendurchmesser“ (M7), „Kolbenbolzendurchmesser zu Kolbendurchmesser“ (M8) und „Kolbenbolzenlänge zu Kolbendurchmesser“ (M9) für jede Anordnung aus einem Kolben und einem Kolbenbolzen jeweils nur einen einzigen Wert besitzen.
Nach dem Verständnis des Fachmanns fällt daher unter die Merkmale M7, M8 und M9 des Anspruchs 1 jede Anordnung aus einem Kolben und einem Kolbenbolzen, bei der die Kompressionshöhe, der Kolbenbolzendurchmesser und die Kolbenbolzenlänge des Kolbens jeweils einen Wert innerhalb des jeweils angegebenen Bereichs (37 % bis 45 %; 33 % bis 38 %; 57 % bis 63 % des Kolbendurchmessers) aufweisen.
Dies bedeutet umgekehrt, dass den Merkmalen M7, M8 und M9 jeder Stand der Technik entgegensteht, der jeweils einen Wert innerhalb des jeweils angegebenen Bereichs offenbart oder nahelegt. Entgegen der Auffassung der Patentinhaberin ist es nicht erforderlich, dass ein Stand der Technik die in den Merkmalen M7, M8 und M9 angegebenen Bereichsgrenzen (37 % bis 45 %, 33 % bis 38 %, 57 % bis 53 %) offenbart oder nahelegt, um entgegenzustehen. Denn der Anspruch ist nicht auf eine Auslegungsregel gerichtet, sondern auf einen Gegenstand, nämlich eine Anordnung aus einem Kolben und einem Kolbenbolzen, bei dem die Kompressionshöhe, der Kolbenbolzendurchmesser, die Kolbenbolzenlänge und der Kolbendurchmesser jeweils nur einen Wert besitzen können.
4. Die Entgegenhaltung D1 ist neuheitsschädlich für den Gegenstand des Anspruchs 1.
Die D1 offenbart, siehe insbesondere die Beschreibung der Figuren 1 bis 5 ab Absatz 00030, eine
M1 Anordnung aus einem Kolben („piston 10“; siehe unten Fig. 3) und einem Kolbenbolzen
(dazu siehe die Kolbenbolzennaben „pin bosses 56“ mit den Kolbenbolzenbohrungen „pin bores 58“ in Absatz 00036, die gemäß ihrer Bezeichnung dazu vorgesehen sind, darin einen Kolbenbolzen „pin“ anzuordnen)
M2 für einen PKW-Dieselmotor (dazu siehe Absatz 00042: “The piston 10 is adapted for use in light, modern, high performance vehicle diesel engine applications”), wobei
M3 der Kolben einen Kolbenkopf („piston head“ bzw. „head region 14“, siehe Absatz 00031 und Figuren 1, 3, 4) mit einem Kolbenboden („top wall 20“ und „bottom or floor 26“, siehe Absatz 00031 und Figur 1)
M4 sowie Kolbennaben („pin bosses 56“, siehe Absatz 00036 und Figur 1)
aufweist, die über Nabenanbindungen (siehe Figur 1)
mit der Unterseite („bottom surface 30“, siehe Absatz 00031)
des Kolbenbodens („bottom or floor 26“) verbunden sind
M5 und die mit Nabenbohrungen („pin bores 58“, siehe Absatz 00036 und
Figur 1, 2, 3) zur Aufnahme des Kolbenbolzens („pin“) versehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
M6 dass der Kolben („piston 10“) aus einem Stahlwerkstoff hergestellt ist,
(siehe die Überschrift STEEL PISTON und das auf Seite 6 Zeile 6 f. als Material, hier „steel alloy“ (Stahllegierung), genannte Beispiel „SAE 4140“, das einen legierten Vergütungsstahl 42 CrMo 4 bezeichnet),
M7 dass die Kompressionshöhe („compression height CH“) des Kolbens im anspruchsgemäßen Bereich von 37% bis 45% des Kolbendurchmessers („piston outer diameter“) liegt
(Im Absatz 00008, letzter Satz, ist als „compression height“ ein Bereich von 38 % bis 45 % des Kolben-Außendurchmessers („piston outer diameter“) angegeben, im Absatz 00011, letzter Satz, genauer ein Bereich von 38 % bis 45 % des Kolben-Außendurchmessers im Bereich des Kolbenkopfes („piston head region outer diameter“).
Ob zum Vergleich mit den Angaben des Streitpatents der Kolbendurchmesser im Bereich des Kolbenkopfes oder der minimal größere Kolbendurchmesser im Bereich des Kolbenschaftes – siehe unten die Figur 3 der D1 – heranzuziehen ist, kann dahinstehen, da letzteres lediglich zu einer Veränderung des in D1 angegebenen Prozentwerts von „38 % bis 45 %“ im Bereich der Nachkommastelle führen würde.).
Figur 3 der D1 mit senatsseitigen roten Ergänzungen
Zu den Merkmalen M8 und M9 sind im Beschreibungstext der D1 keine Angaben enthalten, jedoch in den Figuren. Den Figuren der D1 können aus Sicht des Fachmanns Größenverhältnisse entnommen werden. Denn sie sind hinsichtlich der Art der Darstellung sehr detailliert und im Wesentlichen wie Konstruktionszeichnungen ausgeführt. Weiterhin besteht ihre Funktion darin, die Erfindung der D1 zu veranschaulichen, die sich auf einen Stahlkolben und dabei detailliert auf dessen Gestaltung, d. h. auf Größenverhältnisse bezieht, wobei insbesondere ein kleines Verhältnis von Kompressionshöhe zu Kolbendurchmesser angestrebt ist, siehe die Zusammenfassung sowie u. a. Absätze 0003, 0005, 0006, 0008 und 00011.
Zu der in D1 gelehrten Gestaltung des Stahlkolbens des ersten, in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiels sind in der Beschreibung Zahlenangaben betreffend das Verhältnis von Kompressionshöhe, Kolbenbodendicke und Kolbenhemddicke zu Kolbendurchmesser angegeben. Diese Größenverhältnisse sind auch in den Figuren entsprechend dargestellt, siehe die beispielhaft unten wiedergegebene Figur 3:
Laut Absatz 00031, Z. 13 bis 16, der Beschreibung soll der Kolbenboden („floor 26“) eine Dicke von ungefähr 2,5 % bis 4 % des Außendurchmessers des Kolbenkopfes („piston head outer diameter“) aufweisen. Die Figuren 3 bis 4a zeigen eine Dicke von ungefähr 3 %.
Laut Absatz 00038, Z. 4 bis 6, der Beschreibung soll das Kolbenhemd („skirt panel 60“) eine Dicke von ungefähr 2 % bis 3 % des Außendurchmessers des Kolbenkopfes („piston head outer diameter“) betragen. Die Figuren 3, 3a und 5 zeigen eine Dicke von ungefähr 2,5 % bis 3 %.
Laut Absatz 00043, Z. 5 f., der Beschreibung beträgt die Kompressionshöhe des in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Kolbens ungefähr 40,9 % des Außendurchmessers des Kolbenkopfes („piston head outer diameter“). Die Figuren zeigen eine Kompressionshöhe – einen Abstand von der Kolbenbohrungsachse bzw. -mitte zur Kolbenoberkante – von ca. 42 %.
Dabei ermittelt der Fachmann die Kompressionshöhe aus den Figuren ausgehend von der tatsächlichen Mitte der Kolbenbohrung, nicht dagegen ausgehend von der strichpunktierten Linie „B“, die augenscheinlich (erkennbar an der von den sonstigen Hilfslinien abweichenden Strichdicke) nachträglich für die Patentanmeldung, zum Zweck der Bezeichnung der Kolbenbohrungsachse „pin bore axis“, den Figuren 1, 2, 4 und 4a hinzugefügt wurde.
Figur 3 der D1 mit senatsseitigen roten Ergänzungen
Aufgrund der recht genauen Übereinstimmung der Angaben in der Beschreibung und der entsprechenden Darstellung in den Figuren handelt es sich aus Sicht des Fachmanns bei den Figuren 1 bis 5 zum ersten Ausführungsbeispiel der D1 um Zeichnungen, die den erfindungsgemäßen Kolben maßstabsgerecht darstellen sollen, und denen daher weitere, in der Beschreibung nicht genannte Größenverhältnisse entnommen werden können.
Dies vorausgeschickt offenbart die Figur 4 mit dem Durchmesser der Kolbenbolzenbohrungen („pin bores 58“) und dem Abstand zwischen den zwei Nuten zur Aufnahme der Sicherungsringe zur Fixierung des Kolbenbolzens, dass der Kolben dazu vorgesehen ist, in seiner Kolbenbolzenbohrung einen Kolbenbolzen mit einem Kolbenbolzendurchmesser von ca. 37 % des Kolbendurchmessers und einer Kolbenbolzenlänge von ca. 61,5 % des Kolbendurchmessers anzuordnen.
Figur 4 der D1 mit senatsseitigen roten Ergänzungen
Das liegt innerhalb der in den Merkmalen M8 und M9 des Anspruchs 1 angegebenen Wertebereiche von 33 % bis 38% für das Verhältnis Kolbenbolzendurchmesser/Kolbendurchmesser und 57 % bis 63 % für das Verhältnis Kolbenbolzenlänge/Kolbendurchmesser. Die D1 nimmt somit alle Merkmale des Anspruchs 1 des Streitpatents vorweg.
Soweit die Patentinhaberin die Auffassung vertritt, Figuren in Patentschriften seien grundsätzlich nur schematisch, nicht dagegen maßstabsgerecht (weshalb die Größenverhältnisse der Merkmale M8 und M9 in der D1 nicht offenbart seien), und sich dabei auf die Rechtsprechung des BGH beruft, vermag der Senat ihr nicht zuzustimmen. Insbesondere ergibt sich dies nicht aus der im Verfahren diskutierten Entscheidung BGH X ZB 10/11, Beschluss vom 16. Oktober 2012 – Steckverbindung.
Denn bereits dem Wortlaut der Begründung dieser Entscheidung – vgl. Rn. 9, zusammengefasst im ersten Leitsatz
„Schematische Darstellungen, wie sie üblicherweise in Patentschriften zu finden sind, offenbaren in der Regel nur das Prinzip der beanspruchten Vorrichtung, nicht aber exakte Abmessungen" –
ist zu entnehmen, dass dort nur der Regelfall dargestellt wird.
Darstellungen in Patentschriften sind daher dann keine exakten Abmessungen zu entnehmen, wenn sie nur schematisch sind. Letzteres ist auch gemäß der Entscheidung „Steckverbindung“ gerade nicht ausnahmslos der Fall. Demnach muss im Einzelfall geprüft werden, ob eine Figur in einer Patentschrift aus Sicht des Fachmanns eine schematische Darstellung oder eine maßstabsgerechte Zeichnung ist.
Der weitere Einwand der Patentinhaberin, ein Messfehler des Fachmanns von nur einem Millimeter beim Entnehmen der Größenverhältnisse aus den Figuren der D1 hätte ausgereicht, um zu Ergebnissen zu gelangen, die außerhalb der Angaben der Merkmale M8 und M9 lägen, kann an der Offenbarung der Merkmale M8 und M9 durch die Figuren nichts ändern. Denn für die Bestimmung des Offenbarungsgehalts der Entgegenhaltung D1 ist ihr Inhalt maßgeblich, nicht dagegen das, was sich als vermeintlicher Inhalt ergäbe, wenn ihr aufgrund eines Fehlers etwas Anderes als ihr tatsächlicher Inhalt entnommen würde.
5. Der Gegenstand des Anspruchs 1 ergibt sich darüber hinaus auch in naheliegender Weise aus der Entgegenhaltung E3 in Verbindung mit dem Wissen des Fachmanns bzw. der E5.
Die Entgegenhaltung E3, ein Artikel in der Motortechnischen Zeitschrift MTZ aus dem Jahr 2011, betrifft gemäß der Unterüberschrift auf der ersten Seite den Einsatz von Stahl statt Aluminium als Werkstoff für Kolben der Firma Kolbenschmidt, um damit steigenden thermischen und mechanischen Beanspruchungen von Kolben für PKW-Dieselmotoren gerecht zu werden. Die E3 ist somit ein geeigneter Ausgangspunkt für einen mit der Entwicklung und Konstruktion von Kolben und Kolbenbolzen für PKW-Dieselmotoren befassten Fachmann. Die E3 offenbart unmittelbar die Merkmale M1 bis M8, nämlich eine
M1 Anordnung aus einem Kolben (siehe E3, Überschrift) und einem Kolbenbolzen (zum Kolbenbolzen siehe den ersten und dritten Absatz des Abschnitts „Konstruktive Auslegung“ auf Seite 729)
M2 für einen PKW-Dieselmotor (siehe Überschrift), wobei
M3 der Kolben einen Kolbenkopf mit einem Kolbenboden
M4 sowie Kolbennaben aufweist, die über Nabenanbindungen
mit der Unterseite des Kolbenbodens verbunden sind
M5 und die mit Nabenbohrungen
zur Aufnahme des Kolbenbolzens versehen sind
(zu Merkmalen M2 bis M5 siehe die linke Hälfte der Figur 1 auf Seite 729),
dadurch gekennzeichnet,
M6 dass der Kolben aus einem Stahlwerkstoff hergestellt ist (siehe Überschrift).
Figur 1 der E3
Figur 1 auf Seite 729 dient gemäß der Bildunterschrift einem geometrischen Vergleich von Stahl- und Aluminiumkolben, also ausdrücklich dem Vergleich von Größenverhältnissen. Dazu ist unter anderem die Kompressionshöhe explizit eingetragen. Die Figur 1 ist daher aus Sicht des Fachmanns eine maßstabsgerechte Darstellung.
Sie zeigt eine Kompressionshöhe des links dargestellten Stahlkolbens von ca. 43 % des Kolbendurchmessers. Das liegt innerhalb des im Merkmal M7 angegebenen Wertebereichs von 37 % bis 45 %.
Der Figur 1 ist weiterhin anhand des dargestellten Durchmessers der Kolbenbolzenbohrung zu entnehmen, dass der Kolben dazu vorgesehen ist, in der Kolbenbolzenbohrung einen Kolbenbolzen mit einem Durchmesser von ca. 37 % des Kolbendurchmessers anzuordnen. Das liegt innerhalb des im Merkmal M8 angegebenen Wertebereichs von 33 % bis 38 %.
Zur Kolbenbolzenlänge (Merkmal M9) ist in der E3 keine unmittelbare Angabe enthalten. Auf Seite 729 unten ist jedoch ausgeführt, dass mit dem Einsatz von Stahl statt Aluminium als Kolbenwerkstoff die Kolbenbolzenlänge reduziert werden kann, und dass dies einen wesentlichen Beitrag zum angestrebten möglichst geringen Gewicht der Kolbengruppe, d. h. der Anordnung aus Kolben und Kolbenbolzen, liefert. Der Fachmann hat daher Anlass, die von der Firma Kolbenschmidt erreichte reduzierte Kolbenbolzenlänge zu ermitteln. Hierfür stehen ihm ohne erfinderisches Zutun zwei Wege zur Verfügung.
5.1 Er kann einerseits die weiteren Figuren der E3 heranziehen.
Die Figur 3 auf Seite 730 zeigt rechts eine Schnittdarstellung eines Stahlkolbens, die anhand der Schnittfläche als Darstellung eines FEM-Modells erkennbar ist, das gemäß der Beschreibung Seite 730 rechts oben für die Durchführung von Festigkeitsberechnungen erstellt wurde.
Da es bei dieser Art der Darstellung, anders als z. B. bei einer Fotografie, nach dem Wissen des Fachmanns keine perspektivische Verkürzung gibt, sind nicht nur Abmessungen in der Schnittebene miteinander vergleichbar, sondern auch Abmessungen in der Tiefenrichtung.
Zur Ermittlung der Länge des sich in Tiefenrichtung erstreckenden Kolbenbolzens im Verhältnis zum Kolbendurchmesser ermittelt der Fachmann zuerst das Maß des Kolbendurchmessers in Tiefenrichtung. Der halbe Kolbendurchmesser in Tiefenrichtung ist unmittelbar aus der Figur ablesbar, nämlich von der unten in Figur 3 in der Schnittebene auf Höhe der Kolbenoberkante rot eingetragenen Hilfslinie bis zur hinten liegenden Kolbenoberkante, siehe unten den diesseits rot eingetragenen Pfeil:
Figur 3 der E3 mit senatsseitigen roten Ergänzungen
Die Nut zur Aufnahme eines der Ringe zur Fixierung des Kolbenbolzens, bis zu deren innerer Kante der Kolbenbolzen sich in Tiefenrichtung erstreckt, ist in der Figur als dunkler Strich zu erkennen, wie unten rot eingekreist:
Figur 3 der E3 mit senatsseitigen roten Ergänzungen
Nicht bekannt ist, auf welcher Höhe diese Nut angeordnet ist. Der in Figur 3 dargestellte Stahlkolben ist auch nicht mit dem in Figur 1 dargestellten Stahlkolben völlig identisch, wie insbesondere an der etwas abweichenden Form des Kühlkanals erkennbar ist.
Der Fachmann geht jedoch davon aus, dass die Kolbenbolzenlagerung des Stahlkolbens aus Figur 3 ähnlich der aus Figur 1 ausgeführt ist, nämlich mit der Unterkante auf gleicher Höhe mit der Unterkante des Kolbenschafts und mit ungefähr gleicher unterer Wanddicke, wie unten in Figur 1 rot eingetragen.
Figur 1 der E3 mit senatsseitigen roten Ergänzungen
Daraus folgt, auf welcher Höhe die Hilfslinie in der Schnittebene zur Ermittlung der halben Kolbenbolzenlänge in Tiefenrichtung der Figur 3 einzutragen ist, nämlich um eine entsprechende Wanddicke höher als die Unterkante des Kolbenschafts.
Figur 1 der E3 mit senatsseitigen roten Ergänzungen
Mit der sich daraus ergebenden halben Kolbenbolzenlänge, siehe den unteren rot eingetragenen Pfeil, ermittelt der Fachmann eine Kolbenbolzenlänge, die ca. 60 % des ablesbaren halben Kolbendurchmessers beträgt. Das liegt innerhalb des im Merkmal M9 angegebenen Wertebereichs von 57 % bis 63 %.
Der Fachmann gelangt so ohne erfinderisches Zutun zu einer Anordnung aus einem Kolben und einem Kolbenbolzen mit sämtlichen Merkmalen M1 bis M9 des Anspruchs 1.
Der Wert von 60 % für das ermittelte Verhältnis von Kolbenbolzenlänge zu Kolbendurchmesser liegt gerade in der Mitte des anspruchsgemäßen Bereichs von 57 % bis 63 %. Daher spielt es auch keine Rolle, ob der Fachmann die untere rote Hilfslinie in der Schnittebene in Figur 3, die sich aus der aus Figur 1 übertragenen untere Wanddicke der Kolbenbolzenlagerung ergibt, etwas höher oder tiefer ansetzt, da dies nicht aus dem anspruchsgemäßen Wertebereich des Merkmals M9 herausführt.
5.2 Alternativ zu dem im vorangegangenen Abschnitt 5.1 beschriebenen Vorgehen kann der Fachmann auch recherchieren, ob es andere Quellen zur von der Firma Kolbenschmidt erreichten Reduzierung der Kolbenbolzenlänge gibt. Er findet dabei in einer anderen Ausgabe der Motortechnischen Zeitschrift MTZ aus dem Jahr 2009 die Entgegenhaltung E5, einen weiteren Artikel über Kolben aus Stahl für PKW-Dieselmotoren.
In der E5 ist – wie in E3 – auf Seite 904, mittlere Spalte, ausgeführt, dass mit dem Einsatz von Stahl statt Aluminium als Kolbenwerkstoff die Kolbenbolzenlänge deutlich kürzer ausfallen kann und dass dies einen wesentlichen Beitrag zum angestrebten möglichst geringen Gewicht des Kolbens inklusive Bolzen liefert.
Dazu ist in Bild 3 auf derselben Seite ein „Stahlkolben von Kolbenschmidt für Pkw-Dieselmotoren“ abgebildet, und zwar in Form eines Fotos, bei dem der Kolben, aus dem ein tortenstückförmiges Viertel herausgeschnitten ist, entlang der einen Schnittfläche mit Blick auf die andere Schnittfläche fotografiert wurde.
Da somit in dieser Ebene in gleicher Richtung nebeneinanderliegende Abmessungen unmittelbar miteinander verglichen werden können, ist das Verhältnis von (halber) Kolbenbolzenlänge zu (halbem) Kolbendurchmesser ablesbar, siehe unten die rot eingetragenen Pfeile.
Figur 3 der E5 mit senatsseitigen roten Ergänzungen
Es beträgt 62 % und liegt damit innerhalb des im Merkmal M9 angegebenen Bereichs von 57 % bis 63 %.
Der Fachmann gelangt so auch auf diesem Weg, ausgehend von E3 in Verbindung mit der E5, ohne erfinderisches Zutun zu einer Anordnung aus einem Kolben und einem Kolbenbolzen mit sämtlichen Merkmalen M1 bis M9 des Anspruchs 1.
6. Die auf den Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche teilen das Schicksal des Anspruchs 1.