TROISIEME PARTIE – LOCOMOTIVES A
VAPEUR VIVE
LE
TRAIN-JOUET ETRANGER : ASPECTS TECHNIQUES ET BREVETS D’INVENTION DEPOSES
LES
LOCOMOTIVES A VAPEUR VIVE ET LES BREVETS D’INVENTION DEPOSES
SOMMAIRE : (pour atteindre directement
chacun des paragraphes, cliquer sur son intitulé)
III – Liste non
exhaustive des BREVETS déposés en ALLEMAGNE :
III-1 - par les fabricants
allemands les plus importants
III-2 - par d’autres déposants
Dans les lignes qui suivent on va présenter :
- une histoire résumée de la conception et du
développement des locomotives miniatures à vapeur vive, histoire qui sera
déroulée en l’articulant autour de la propriété industrielle brevets prise par
les firmes de trains-jouets entre 1860 et 1930 ;
- laquelle histoire a déjà été publiée en épisodes,
comprenant chacun davantage d’explications techniques et de photographies, dans
plusieurs bulletins édités par le Cercle
Ferroviphile Européen, notamment les bulletins n° 108 (mars 2013), 109
(juin 2013) et 110 (septembre 2013).
En 1784 l’écossais James WATT (1736-1819), dans son brevet GB 1432
de 21 pages, accordé le 24/08/1784, décrivit et fit comprendre, avec
beaucoup de détails, la machine à vapeur locomotive
(c’est à dire qui peut se mouvoir pour
changer de place).
Ci-dessous : quelques passages de
cet ancêtre brevet dans sa version republiée en 1855 par « the Printers to
the Queen’s most Excellent Majesty » :
Pour accéder
au brevet GB 1432 complet avec ses figures …….. cliquer ici
Pour mémoire, il faut ajouter que James WATT a déposé
et obtenu, antérieurement, deux autres brevets anglais :
-
le premier, GB 913, accordé le 24/04/1769,
concernait la réalisation d’une machine, à simple effet, équipée d’une chambre
de condensation séparée, pour accroître le rendement thermique, et
-
le second, GB 1321, accordé le 03/07/1782,
concernait la réalisation, d’une machine à double effet, le cylindre recevant
la vapeur, alternativement, par le bas et par le haut ; WATT transforma
les mouvements alternatifs d’un système piston-balancier en mouvement rotatif
par un engrenage épicycloïdal.
Pour accéder
au brevet GB 913 complet avec ses figures …..…..
cliquer ici
Pour accéder
au brevet GB 1321 complet avec ses figures …….. cliquer ici
L’aide de WATT, William MURDOCH (1754-1839),
construisit cette même année 1784 une locomotive
vapeur miniature, conforme à l’enseignement du brevet GB 1432, possédant un
cylindre vertical unique et qui pouvait marcher à bonne vitesse. La locomotive de Murdoch était munie d'une
chaudière à carneaux, et son cylindre avait « 3/4 de pouce » de
diamètre (
Voir ci-dessous une photo de la locomotive miniature de MURDOCH
avec un dessin de ce modèle :
[Source
photo locomotive miniature de MURDOCH :
http://www.birminghamstories.co.uk/story_page.php?id=11&type=fo&page=1&now=0# ;
source dessin du modèle :
http://www.rawsonplace.esmartdesign.com/commissioner/chapter-one.html]
C’est seulement en 1859 que le premier chemin de fer
véritablement jouet fut construit : il s’agit du modèle réduit installé dans le
parc de Saint-Cloud pour le petit Prince Impérial. Pareil modèle de train, en
principe à vapeur, était une pièce unique montée à la main et assez semblable
au matériel roulant de l’époque.
Ci-dessous une reproduction de
l’ancienne photographie bien connue de ce train, qui a été découverte par
l’expert ferroviaire Gustav REDER dans un musée du sud de
[Source : Encyclopédie des chemins de fer, Ed de
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au sommaire ……. cliquer ici
II – Les locomotives jouets et leur évolution :
Entre 1860 et 1920, le développement intensif du
chemin de fer s’est accompagné de celui, tout aussi intensif, de la fabrication
de chemins de fer jouets. Pour la propulsion des locomotives miniatures, la
vapeur dominait largement, au début, les mécanismes à mouvement d’horlogerie.
Ces jouets créés d’abord de manière artisanale ont
très vite été produits de façon industrielle et ce sont essentiellement les
jouets produits en série qui retiennent l’intérêt des collectionneurs car,
selon Margot BRAUCH et Albrecht BANGERT, « Jouets mécaniques anciens,
Guides du Collectionneur et du marché de l’art, Ed Duculot, Paris 1981 »,
pages 80-103 : « c’est la
réunion en eux de la technique, de la stylisation et de la fabrication en série
qui en fait de véritables pièces de collection ».
Ø Les premiers modèles, réalisés dans les années 1860,
sont des trains sans rail, appelés « chemin de fer de plancher ».
Ø Dans les décades d’années qui suivirent, ce sont les
allemands qui fabriquèrent en grande série des locomotives à vapeur dont le
principe de construction et la forme sont analogues. Ladite construction fait
appel dans un premier temps à deux cylindres
oscillants où les pistons sont
animés d’un mouvement d’aller et de retour et sont liés excentriquement aux
roues motrices ; les locomotives produites étaient de type 110 (le plus
souvent) ou même 210.
Quant à la forme, l’aspect « haut sur
pattes » de ces modèles de locomotives avec de grandes roues motrices, de
très petites roues à l’avant et un faible empattement, leur valut le surnom de
locomotives « à pattes de cigogne »
ou « Stork-leg » en
anglais. Pareil aspect des locomotives avait sa raison d’être : les
machines ainsi construites étaient plus stables dans les courbes et c’était
particulièrement vrai en écartement
En voici une jolie illustration
ci-dessous : comparaison entre les échelles 0 (écartement
[Source :
Jouets de Collection, n°14 de 2007, p26 - (110-35 à gauche) et (110-48 à
droite)]
Les « pattes de cigogne » sont une
spécialité de Nuremberg et elles ont été produites jusque vers 1920 en de
nombreuses variantes et à toutes les échelles. Le tableau suivant indique les
fabricants allemands les plus importants, classés par ordre chronologique des
dates de création des firmes, avec mention pour chacun d’eux des échelles
(nombre en chiffre romain) habituellement pratiquées. A noter qu’à
Göppingen, MARKLIN (tout en
produisant des locomotives aux échelles 0, I, II et III) ne s’est jamais lancé
dans la construction de « pattes de cigogne ».
Fabricant |
Période |
Ecartement en mm |
|||||
35 |
48 |
54 |
67 |
75 |
85 |
||
GEBR. MARKLIN & CIE. IN |
1859-1995 |
0 |
I |
II |
|
III |
|
NURNBERGER METALL UND
LACKIERWAARENFABRIK VORM. GEBR. BING
A.-G., puis BING WERKE, VORM.
GEBR. BING A.-G. IN |
1863-1932 |
0 |
I |
II |
IIa |
IV |
|
ERNST PLANK IN |
1866-1925 |
0 |
I |
II |
|
|
|
FIRMA JEAN SCHOENNER IN |
1875-1912 |
0 |
I |
II |
IIa |
III |
oui |
GEORGES CARETTE & CO. IN |
1888-1935 |
0 |
I |
II |
IIa |
|
|
Ø Furent produites aussi, notamment par BING, SCHOENNER
et CARETTE [souvent en même temps que les locomotives à cylindres oscillants,
mais parfois - dans le cas de BING - dans un deuxième temps allant jusque vers
1930] des locomotives équipées de deux cylindres
fixes. On trouvait essentiellement les cylindres fixes sur les
modèles ayant des échelles supérieures à 0 ; les locomotives pouvaient
être de type 110, 210, 211 ou 220.
Ø Avec un minimum d’argent, on pouvait même acheter une
locomotive à un seul cylindre
oscillant, placé dans l’abri de façon horizontale
ou verticale et actionnant l’essieu
moteur par l’intermédiaire d’un engrenage.
Les deux photos ci-dessous illustrent
respectivement : à gauche, une loco BING en 0 à cylindre unique horizontal
et, à droite, une loco CARETTE en 0 à cylindre unique vertical (voir aussi à
ce sujet, ci-après dans la sous-section III–2, les brevets n° 1 et 5 déposés en
1904 et 1907) :
[Source photo de gauche :
http://alte-modellbahnen.xobor.de/t13293f23-Bing-Kraftlok.html]
[Source photo de droite :
http://www.sidestreetbannerworks.com/Gallery/Gallery27/Ga27.htm]
Bien que la fabrication des locomotives comme les
locomotives « à pattes de cigogne » se soit maintenue jusque vers les
années 1920 environ, le style des
locomotives à vapeur se modifia peu à peu pendant ce temps et de façon
significative : on quitta progressivement le style jouet pour donner
naissance à une copie en réduction, (assez à très) exacte, de la vrai
locomotive circulant sur le réseau et on commença ainsi à faire du modélisme
ferroviaire « avant l’heure ». Pareille modification du style a
concerné surtout les locomotives à vapeur vive équipées de cylindres fixes.
BRAUCH et BANGERT (voir référence ci-avant, page 85)
s’expriment à cet égard de la manière suivante : « …..un Anglais fournit l’idée et une firme de
Nuremberg (BING) le savoir-faire pour la réaliser. Leur association historique
eut lieu à l’exposition universelle de Paris en 1900 où le fabricant de jouets
allemands présenta ses modèles d’une précision surprenante. Le travail de
précision de l’Allemand impressionna le jeune Anglais Wenman J. BASSETT-LOWKE.
……. Alors que BING considérait les trains-jouets comme des objets de fantaisie,
le jeune Anglais avait déjà l’idée d’en faire « un hobby pour adultes ».
Un an plus tard, après négociations avec le propriétaire de la firme Stefan
BING, la firme nurembergeoise livra en Angleterre un modèle « Black Prince » du London and North
Western Railway ; ce modèle, qui était une copie exacte du train
d’origine, devint là-bas d’emblée un bestseller ».
Le modèle « Black Prince » fut suivi par
d’autres « Correct English Models », parmi lesquelles la non moins
fabuleuse locomotive « King
Edward » du réseau London and South Western Railway (LSWR) ;
modèle à vapeur vive de type 220 en écartement IV produit par BING pour le
marché anglais jusqu’en 1914.
Ci-dessous, la photo de cette très belle
locomotive « King Edward » particulièrement réussie :
[Source : Jouets de Collection, n°4 de 2005, p11
King Edward (220-75)]
Les firmes allemandes ne développèrent cependant pas
beaucoup la construction de modèles réduits de trains circulant en Allemagne. A
noter cependant la mise sur le marché par BING vers 1913 d’une reproduction
réussie de la belle locomotive à vapeur allemande
Les exigences du marché anglais amenèrent également la
firme MARKLIN à construire des copies en réduction de vrais modèles circulant
sur les réseaux anglais. On mentionnera par exemple la locomotive « The Great Bear » de la compagnie
britannique « Great Western », présente dans le catalogue 1913
destiné à l’exportation, de type 231 et à l’échelle I.
Voir ci-dessous une photo de la loco
« The Great Bear » :
[Source : La folie des TRAINS ELECTRIQUES, David-Paul
Gurney, Flammarion 2002, p78]
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III – Liste non exhaustive des BREVETS déposés en ALLEMAGNE :
III-1 - par les fabricants allemands les plus importants
|
Date dépôt |
N° brevet |
Déposant |
Domaine revendiqué |
1 |
15/02/1888 |
CARETTE |
Machine à vapeur avec cylindre(s) oscillant(s) à simple action. |
|
2 |
24/03/1892 |
SCHOENNER |
Brevet pionner sur les machine à vapeur avec cylindre(s) fixe(s) à double action, commandés par des tiroirs à excentrique calés sur les roues de l’essieu moteur . |
|
3 |
28/11/1892 |
SCHOENNER |
Brevet d’addition complétant la protection visée par le brevet n° 2. |
|
4 |
22/03/1894 |
SCHOENNER |
Machine fixe équipée d’un moteur à gaz (mélange essence/air). |
|
5 |
30/09/1894 |
SCHOENNER |
Brevet d’addition complétant la protection visée par le brevet n° 4. Evacuation des gaz de combustion. |
|
6 |
21/06/1895 |
SCHOENNER |
Second brevet d’addition au brevet n° 4. Perfectionnement pour l’évacuation des gaz de combustion. |
|
7 |
13/12/1896 |
BING |
Loco à cylindres fixes à double action. Perfectionnement touchant au système de distribution par tiroir horizontal. |
|
8 |
13/11/1897 |
SCHOENNER |
Loco à cylindres fixes à double action. Perfectionnement touchant au système de distribution par tiroir selon brevet n° 2. |
|
9 |
16/02/1899 |
SCHOENNER |
Loco à cylindres oscillants à simple action. Méthode d’inversion du sens de la marche en faisant appel à la technique du déplacement de l’axe d’oscillation des cylindres. Conception surprenante : cylindres oscillants avec pour chacun deux admissions, deux échappements et un axe de bâti que l’on déplace pour obtenir la marche avant ou arrière. |
|
10 |
01/03/1899 |
SCHOENNER |
Machine à vapeur fixe. Jauge de niveau d’eau. |
|
11 |
18/04/1899 |
CARETTE |
Loco à cylindres à double action. Perfectionnement touchant au système de distribution par tiroir horizontal. |
|
12 |
07/07/1899 |
PLANK |
Manomètre avec une soupape de sécurité pour des centrales fixes et des locomotives à vapeur de trains-jouets. Elle évacue automatiquement et à temps l’excès de vapeur accumulé dans la chaudière. |
|
13 |
09/07/1899 |
CARETTE |
Loco à cylindres oscillants à simple ou double action. Les correctes portée et mobilité du corps du cylindre oscillant sur son support est assurée par une bille de roulement et des ressorts de placage réglables. |
|
14 |
03/08/1899 |
BING |
Brevet d’addition complétant la protection visée par le brevet n° 7. |
|
15 |
17/09/1899 |
BING |
Loco à cylindres fixes à double action. Distribution et inversion du sens de la marche par tiroir rotatif / vanne rotative et commande automatique de l’inversion par le rail et émission simultanée d’un coup de sifflet. |
|
16 |
04/07/1900 |
CARETTE |
Manchon de protection pour jauge du niveau d’eau en verre des chaudières. |
|
17 |
30/09/1900 |
BING |
Manomètre de mesure de la pression de la chaudière d’une machine à vapeur jouet. |
|
18 |
02/10/1900 |
BING |
Brevet d’addition complétant la protection visée par le brevet n° 15. |
|
19 |
02/12/1900 |
BING |
Loco à cylindres fixes à double action. Autre dispositif de distribution et inversion du sens de la marche par tiroir rotatif / vanne rotative. |
|
20 |
19/12/1900 |
BING |
Loco à cylindres fixes. Perfectionnement au système de distribution par tiroir. |
|
21 |
21/12/1900 |
CARETTE |
Brevet d’addition complétant la protection visée par le brevet n° 11. Modification de la structure du tiroir. |
|
22 |
19/01/1901 |
SCHOENNER |
Appareil spécialement prévu pour former les canaux (de passage de la vapeur) dans les cylindres de machines à vapeur jouets fabriqués par moulage. |
|
23 |
27/02/1901 |
SCHOENNER |
Brevet d’addition complétant la protection visée par le brevet n° 22. Autre mode de réalisation de l’invention selon le brevet principal. |
|
24 |
04/04/1901 |
PLANK |
Tiroir de commande pour machines à vapeur jouets. |
|
25 |
02/07/1901 |
CARETTE |
Second brevet d’addition complétant la protection visée par les brevets n° 11 et 21. Autre modification de la structure du tiroir. |
|
26 |
27/07/1901 |
BING |
Brevet d’addition complétant la protection visée par le brevet n° 20. |
|
27 |
20/04/1902 |
BING |
Loco à cylindres fixes. Perfectionnement au système de distribution par tiroir rotatif / vanne rotative. |
|
28 |
06/05/1902 |
CARETTE |
Système de transmission coulissante de première génération. |
|
29 |
17/07/1902 |
BING |
Loco à cylindres fixes. Système de distribution et inversion du sens de la marche par tiroir horizontal et commande automatique de l’inversion par le rail. |
|
30 |
16/04/1903 |
MARKLIN |
Loco à cylindres fixes à double action. Dispositif de distribution et inversion du sens de la marche par tiroir. |
|
31 |
14/07/1903 |
CARETTE |
C’est à la firme CARETTE que l’on doit, pour la première fois, la
conception d’un système de transmission coulissante circulaire pour des
locomotives à vapeur miniatures à cylindres fixes. Voir les illustrations montrées ci-dessous. 1.
Coulisse de commande pour loco jouet, caractérisée en ce que le coulisseau
(11) est relié à la manivelle de la roue motrice par une bielle coulisse oscillante
(12, 13) dont la position par rapport à l’axe de pivotement (10) est réglée
automatiquement ou manuellement selon le sens de marche désiré et la force de
verrouillage mise en œuvre. 2. Coulisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l’axe de pivotement (10) du coulisseau (11) du système est d’une part relié à l’essieu (6) de la roue motrice par une tringle pivotante (1, 3, 4, 7), et d’autre part articulé sur la tige de poussée du tiroir (18, 19) de sorte que l’axe de pivotement (10) est maintenu dans sa position par un ressort (19) une fois l’inversion réussie. |
|
32 |
16/10/1904 |
BING |
Loco à cylindres fixes. Système de distribution par tiroir horizontal et installation d’une transmission de type coulissante. |
|
33 |
06/05/1905 |
PLANK |
Machine à vapeur jouet verticale. Vilebrequin jouant le rôle d’un tiroir à vanne rotative pour la distribution de la vapeur. |
|
34 |
22/03/1906 |
CARETTE |
Brevet d’addition complétant la protection visée par le brevet n° 31. Protection d’un perfectionnement, applicable aux coulisses d’inversion des locomotives et centrales fixes, résidant dans une amélioration apportée au niveau des points d’articulation des coulisses. |
|
35 |
19/01/1907 |
PLANK |
Perfectionnement apporté aux machines à vapeur à cylindres fixes à double action où l’inversion est réalisée à l’aide d’une vanne rotative disposée sur le vilebrequin. |
|
36 |
11/08/1908 |
BING |
Loco à cylindres fixes. Système : distribution par tiroir horizontal et transmission coulissante. |
|
37 |
16/04/1919 |
|
MARKLIN |
Conception
d’une chaudière à chauffage interne
pour machine à vapeur jouet où : (i) la flamme brûle, en quelque sorte, à l’intérieur de la chaudière et les gaz de combustion s’échappent par un tube qui traverse la chaudière et transmet la chaleur à l’eau que la chaudière contient, permettant d’obtenir un rendement thermique amélioré,et (2i) les gaz de combustion sont évacués in fine par la cheminée. Le brevet vise à protéger aussi le montage de brûleurs (à mèches, à gazéification) qui se mettent en place par simple glissement et peuvent être remplacés très facilement sans danger. Invention à mettre à l’actif d’Emil FRIZ (salarié, puis proche collaborateur des Frères MARKLIN). Voir l’illustration montrée ci-dessous. |
38 |
24/02/1920 |
BING |
Machine à vapeur fixe à cylindre vertical. |
|
39 |
14/06/1924 |
BING |
Brûleur à gazéification pour réaliser le chauffage des chaudières de machines à vapeur jouets. |
|
40 |
15/03/1929 |
BING |
Brûleur à mèches ou à gazéification de sécurité. |
|
41 |
24/01/1930 |
|
BING |
Cette invention concerne essentiellement une chaudière à chauffage interne améliorée pour locomotive à vapeur. Voir
les figures 1 et 2 du brevet : le tirage du gaz de combustion est
« boosté » à travers le tube (7) traversant la chaudière (3) par un
phénomène d’aspiration, lequel est provoqué par la « décharge » de
la vapeur d’échappement des cylindres à travers le conduit (9) débouchant
dans la partie basse de la cheminée (5). |
42 |
29/01/1930 |
BING |
Locomotive équipée d'un sifflet à vapeur, lequel sifflet est commandé par un percuteur réglable et souple faisant saillie dans la voie ferrée, sans qu'il soit nécessaire d'interrompre la marche de la locomotive. |
|
43 |
02/09/1930 |
BING |
Nouveau génération de brûleur à alcool. |
|
44 |
29/03/1931 |
BING |
Chaudière à chauffage électrique pour machines vapeur jouets. |
En résumé : parmi les fabricants de Nuremberg,
SCHOENNER, BING et CARETTE ont été les firmes ayant fait le plus de recherches
et déposé le plus grand nombre de brevets en matières de distribution par
tiroir et de transmission, dans le cas des locomotives à cylindres fixes. Plus
précisément :
Firme |
Nombre de brevets allemands |
Numéros des brevets allemands |
SCHOENNER |
3 brevets entre 1892 et 1897 |
2) DE67253C, 3) |
BING |
11 brevets entre 1896 et 1908 |
2) DE94623C, 14) |
CARETTE |
7 brevets entre 1899 et 1906 |
11) DE121210C, 13) |
Les photos ci-dessous montrent une
locomotive « pattes de cigogne » de type 110 (comme dans les figures
du brevet n° 31) à cylindres fixes, construite par CARETTE vers 1904 et
équipée de la transmission coulissante typique de cette firme :
[Source : Les petits trains dans leur enfance,
Ed.
Ci-dessous, coupe de la locomotive H4021
de MARKLIN (à l’échelle I) à chauffage interne (voir ci avant les brevets n°
37) telle que dessinée par MARKLIN dans ses premiers catalogues. A noter
que, dans presque tous les modèles de l’époque, les roues motrices des
locomotives à trois essieux moteurs sont accouplées par engrenage « pour
augmenter la force de traction tout en évitant le patinage » :
[Source : http://www.train-jouet.com/catalogues/intro.html]]
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III-2 - par d’autres déposants
|
Date dépôt |
N° brevet |
Déposant |
Domaine revendiqué |
1 |
02/02/1904 |
NEUMEYER |
Locomotive où l’entraînement met en œuvre une turbine à vapeur : le jet de vapeur est dirigé contre les pales d’une roue à aube dont le mouvement est transmis à l’essieu moteur par exemple par l’intermédiaire d’un engrenage. |
|
2 |
16/06/1904 |
BREITENBACH |
Machine à vapeur fixe à chaudière verticale. Invention en relation avec un dispositif de trop-plein de la chaudière. |
|
3 |
30/07/1904 |
BREITENBACH |
Machine à vapeur fixe à chaudière verticale. Autre forme de réalisation dudit trop-plein. |
|
4 |
10/05/1906 |
KIENZLE |
Commande de piston pour moteur à vapeur de jouets. |
|
5 |
24/12/1907 |
SCHUHMANN |
Locomotive à cylindre unique vertical placé dans l’abri. Transmission par essieu coudé et engrenage. |
|
6 |
21/02/1911 |
GFP (*) |
Locomotive à vapeur vive. Construction mettant en œuvre un bloc de cylindres moulés sous forme d’une seule pièce. |
|
7 |
21/02/1911 |
GFP |
Locomotive à vapeur vive équipée d’un réservoir de carburant amovible. |
|
8 |
21/02/1911 |
GFP |
Locomotive à vapeur vive comportant un robinet de commande de la vapeur installé dans la boite à fumée. |
|
9 |
21/02/1911 |
GFP |
Locomotive à vapeur vive équipée d’un indicateur de niveau d’eau. |
|
10 |
15/04/1927 |
SCHUHMANN |
Machine à vapeur fixe. |
(*) GESELLSCHAFT FUR PRAZISIONSLEHRMITTEL M. B. H. IN FRANKFURT
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