Episodes étonnants et anecdotes de l'Epoque 1

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Jielcé76
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Re: Episodes étonnants et anecdotes de l'Epoque 1

Message par Jielcé76 » mer. 11 sept. 2019, 10:31

Bonjour tous,

J' abonde dans le sens de Labans et remercie Patlantic qui nous régale avec cette époque "un" où on pouvait presque tout oser. :applause:

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Re: Episodes étonnants et anecdotes de l'Epoque 1

Message par Patlantic » mer. 11 sept. 2019, 10:49

.

À Labans et Jielcé76 : Merci ! :D
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Sommaire de ce fil

Liste des sujets des pages 1 à 29 :
Voir ici :
viewtopic.php?f=5&t=77417&start=436

Sujet de la page 30 :
1850-1851 – Le concours de locomotives du Semmering

Sujet de la page 31 :
Entre 1851 et 1853 : 21 projets de locomotives pour le Semmering
- Le projet de l’ingénieur Kirchweger, de Hanovre
- Trois projets de l’ingénieur français Tourasse
- 10 projets de J. A. von Maffei
(À suivre)
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Re: Episodes étonnants et anecdotes de l'Epoque 1

Message par Patlantic » ven. 13 sept. 2019, 19:22

.

1851-1853 – 21 projets de locomotives pour le Semmering
(4ème partie)


La société John Cockerill propose
une incroyable locomotive asymétrique !





Les ingénieurs de Cockerill ont déjà fortement innové quand ils ont conçu la Seraing pour le concours du Semmering, mais avec ce projet ils se surpassent !
Il s’agit d’une locomotive articulée 020+020T à deux cylindres extérieurs placés du même côté et dont les quatre essieux sont accouplés.

Anatole Mallet a consulté le livre et l’atlas d’Engerth, mais il n'a pas lu le texte ni étudié correctement les dessins, car dans son Étude sur les locomotives de montagne de 1912 (04) il décrit cette locomotive comme ayant quatre cylindres alors qu’elle n’en n’a que deux et il passe sous silence sa particularité la plus ahurissante.

Sachant qu’Engerth était en rapport étroit avec les ingénieurs de Cockerill (ils établiront plus tard les plans de détail de la locomotive articulée conçue par Engerth), on peut lui faire confiance pour la description dont je résume à ma façon les points essentiels. Et d’ailleurs le texte et les dessins sont sans équivoque.

Les deux premiers essieux font partie du châssis de la locomotive qui porte la chaudière et les bâches à eau.
Le châssis du tender comporte deux essieux dont l’un est placé en avant du foyer de la locomotive et l’autre en arrière. Ses longerons encadrent le foyer en laissant de l’espace et ils portent le plancher du poste de conduite et la hotte à combustible.
Les longerons du châssis de la locomotive sont prolongés vers l’arrière et appuient sur le châssis du tender par des surfaces de contact glissantes situées sur les côtés du foyer, mais l’articulation des deux châssis est réalisée par un pivot placé exactement au dessus du premier essieu (C) du train arrière (c'est-à-dire de la partie tender), comme on le voit sur la figure 4 du plan.

Le châssis du tender supporte ainsi une partie du poids de la chaudière. C’est une configuration qui inspirera Engerth quand il créera le type de locomotive qui porte son nom.

Image
Zeitschrift des österreichischen Ingenieur-Vereines, octobre 1853, domaine public
Sortir l’image, elle est plus grande !

Le train avant et le train arrière de cette locomotive tender articulée possèdent chacun deux essieux mais seulement un seul cylindre chacun, qui est placé à l’extérieur, du côté droit de la locomotive, avec la bielle motrice et la bielle d’accouplement. De ce côté, tous les longerons et boites d’essieux sont intérieurs.
Sur le côté gauche ils sont extérieurs et il n’y a pas de bielle d’accouplement, mais seulement les excentriques de l’embiellage de distribution et des pompes à eau. Un système de leviers transversaux non évoqué mais indispensable transmet le mouvement aux tiroirs qui sont placés du côté droit !

Pour que le centre de gravité de cette locomotive asymétrique reste dans l’axe médian, la chaudière est déportée sur le côté gauche - comme beaucoup plus tard sur les Shay étasuniennes. Remarquer sur la coupe transversale les bâches à eau latérales de largeurs différentes.
Le fragment de vue de dessus confirme le décalage latéral du foyer (donc de la chaudière) par rapport au pivot du bogie arrière qui est placé juste au dessus de l’essieu (C). À propos pivot, si on agrandit les dessins de la figure 4 (au milieu) et de la figure 2 (en bas à gauche), on remarque que l’articulation semble comporter une butée à billes – mais Engerth n’en dit pas in mot.

La chaudière est de section légèrement elliptique.


Ce n’est pas tout. On sait que les essieux sont accouplés par paires. Pour éviter le patinage éventuel d’un train moteur, les ingénieurs décident de synchroniser les huit roues de la locomotive en accouplant le dernier essieu du train avant (B) au premier essieu du train arrière (C) par une bielle intérieure.
Ceci est géométriquement exact en donnant à la manivelle intérieure de l’essieu (C) des portées sphériques, car en courbe le train arrière prend une position radiale mais son premier essieu (C) ne se déporte pas latéralement puisqu’il est placé sous l’articulation.

Pour garantir son horizontalité, la bielle intérieure, solide et épaisse, est prolongée jusqu’à l’essieu avant (A) qui est également coudé.
Les essieux (A) et (B) étant déjà accouplés par une bielle extérieure, la liaison entre la bielle intérieure et l’essieu (A) n’a en réalité pas de puissance à transmettre, mais il est indispensable de trouver une solution pour éviter que les différents mouvements verticaux des essieux dus à la suspension brisent la bielle.

Engerth cite l’explication donnée par Cockerill.
Si un essieu tend à quitter l’alignement lorsque les trois manivelles intérieures sont en position horizontale (ou approchante), la résistance que la bielle très solide applique sur la manivelle horizontale de cet essieu crée une force verticale suffisante pour forcer vers le haut ou vers le bas cette manivelle en faisant tourner (patiner !) d’une quantité minimale les roues de cet essieu.
(Remarquer que cette idée fonctionnerait surtout pour l’essieu (C), puisque les deux autres sont accouplés par une bielle extérieure – à moins de donner un jeu important à toutes les articulations. Curieusement, Engerth ne parle pas de cela.)
Le risque de rupture ne se produit que lorsque les manivelles intérieures de ces trois essieux sont en position verticale ou approchante, car la réaction de la bielle vers le haut ou vers le bas se trouvant dans le prolongement de la manivelle (position de point mort, moment de valeur nulle etc.), elle n’aurait pas la force de faire tourner légèrement l’essieu qui tend à monter ou à descendre pour le remettre dans l’alignement des deux autres.
Il faut donc donner à une des trois articulations un jeu vertical suffisant lorsque les trois manivelles sont en position verticale (correspondant aux positions haute et basse de la bielle).

Cockerill propose cette solution :
Au niveau du premier essieu coudé (A), la tête de bielle est particulière. La bielle est articulée non pas directement sur le maneton (bleu) de la manivelle intérieure, mais sur une bague intermédiaire (jaune) calée en rotation avec l’essieu coudé et qui entoure le maneton (bleu) par une ouverture rectangulaire formant glissière.

Image
Détail de l’image précédente

Le calage de cette bague avec l’essieu coudé est tel que lorsque la manivelle est en position horizontale, la glissière de la bague est horizontale (cas du dessin). En raison de la glissière, la liaison entre la bielle et le maneton n’est pas complète, mais cela ne gène pas l’accouplement puisque les essieux A et B sont déjà accouplés par bielle extérieure.
Lorsque la manivelle est en position verticale, la glissière est verticale, donnant à la bielle la liberté de mouvement vertical nécessaire pour absorber les effets de la suspension sur les trois essieux.
(Je préfère pas savoir ce qui se passera si un essieu se soulève quand les manivelles sont en position intermédiaire proche de la verticale, genre "7 heures, 11 heures, 1 heure ou 5 heures", c'est à dire quand la glissière n'est pas exactement en position verticale !)

Engerth donne un tableau de caractéristiques très complet, dont voici les principales :

Hauteur et largeur intérieures de la chaudière elliptique : H = 1, 31 m - l = 1,16 m
Surface de grille : 1,4 m2
Tubes de chaudière : 200 tubes de diamètre 53 mm et longueur 4,8 m
Surface de chauffe totale foyer + tubes : 162 m2
Diamètre des cylindres : Ø 500 mm
Course des pistons : 600 mm
Diamètre des roues : Ø 1,050 mm
Longueur et largeur de la locomotive : 10,1 m et 2,8 m
Volume total des caisses à eau : 5,3 m3
Poids total en charge : 53,8 t (soit théoriquement 13, 4 tonnes par essieu)

Le commentaire d’Engerth :
Engerth reconnaît la créativité du projet. Il redoute une mauvaise tenue de voie et la déformation d’essieux entraînés par un seul cylindre placé sur le côté. L’équilibrage de l’ensemble de la locomotive ne sera pas facile. L’étanchéité des conduits de vapeur vers le cylindre placé tout à l’arrière sera difficile à assurer. L’accouplement du train arrière au train avant par bielle centrale est problématique et n’est probablement pas nécessaire. Le volume des caisses à eau est un peu faible.

Par contre, Engerth trouve que l’idée de placer le foyer entre les essieux du tender et de faire supporter une partie du poids de la chaudière par le tender est tellement bonne qu’il l’a adoptée pour le type de locomotive qu’il vient de concevoir !



(À suivre dans quelques jours !)

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Sources :

04– Étude sur les locomotives de montagne, Anatole Mallet, Mémoires et compte rendu des travaux de la Société des Ingénieurs Civils, 1912, 2ème semestre
05 – Die Lokomotive der Staats-Eisenbahn über den Semmering, Wilhelm Engerth, 1854
06 - Zeitschrift des Österreichischen Ingenieur-Vereines, octobre 1853, numéros 21 et 22

(Voir la liste complète des sources avec liens Internet à la fin de la 8ème partie de ce texte)
Fichiers joints
04A Cockerill 2 p 54pc- ZÖIV1853-11.jpg
04B Cockerill Détail - ZÖIV1853-11.jpg
04B Cockerill Détail - ZÖIV1853-11.jpg (16.84 Kio) Vu 1541 fois
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Re: Episodes étonnants et anecdotes de l'Epoque 1

Message par Patlantic » mer. 18 sept. 2019, 17:06

.

1851-1853 – 21 projets de locomotives pour le Semmering
(5ème partie)


Quatre projets de l’usine d’Émil Kessler, à Esslingen




Une 020+020 à essieux parallèles montés sur balanciers Baldwin.

Une possibilité simple d’inscription en courbe d’un véhicule sur rails de plus de deux essieux est de permettre le déplacement latéral d’un ou plusieurs essieux restant parallèles aux autres. Il faut cependant éviter l‘inconvénient d’un angle trop important entre les roues et les rails qui se produirait si le rayon de la courbe était très faible ou si l’entraxe entre les essieux extrêmes était trop important.
Pour les locomotives à bielles, Matthias Baldwin a inventé en 1842 le système à voir ici ….
https://archive.org/details/historybald ... g/page/n34
…qui fait partie du brevet n° 2759 du 25 août 1842. (09)


Le principe :

Image
(Croquis personnel)

Les essieux sont montés par groupe de deux sur des balanciers horizontaux placés dans le sens de la longueur et articulés en leur milieu sous le châssis de la locomotive. Les boîtes d’essieux ont une forme extérieure sphérique (ou celle d’un cylindre vertical, d’après Baldwin) et peuvent donc pivoter dans les bras des balanciers. En ligne droite, l’ensemble formé par deux essieux et deux balanciers est un rectangle. En courbe il devient un parallélogramme. Les deux essieux restent parallèles. Leurs bielles d’accouplement (en bleu foncé sur le schéma) sont par principe parallèles aux balanciers. Les manetons ayant des portées sphériques, les bielles d’accouplement sont parfaitement fonctionnelles en courbe comme en ligne droite.


C’est d’après ce principe que Kessler envisage sa locomotive, sauf que les balanciers sont à boîtes extérieures et non intérieures comme sur mon schéma.

Image
Zeitschrift des österreichischen Ingenieur-Vereines, février 1854, planche 11, domaine public

Les cylindres inclinés actionnent un faux essieu fixé au châssis et qui transmet le mouvement à un essieu de chacun des deux groupes à l’aide de courtes bielles horizontales.
Vu que les roues se déplacent latéralement en courbe, la longueur de ces bielles devrait théoriquement avoir une longueur qui varie très faiblement, à moins que l’on donne du jeu latéral au faux essieu. Engerth ne dit pas comment Kessler résout le problème.

Le commentaire d’Engerth :
En raison de la longueur de la locomotive, les boudins des roues extrêmes formeront en courbe serrée un angle trop important avec les rails, d’où résulteront du frottement et de l’usure.
De plus, il rappelle que Baldwin avait étudié son système de balanciers horizontaux pour une locomotive légère (destinée au Württemberg). Par contre, le poids de la locomotive de Kessler sur les pivots gênera leur bon fonctionnement.




Une version améliorée du projet précédent

Suite aux remarques d’Engerth, Émil Kessler modifie le projet et rend les deux essieux d’arrière solidaires des longerons extérieurs du châssis de la locomotive. Comme cela, on pourra les charger jusqu’à la limite permise par essieu sans crainte de mauvais fonctionnement. Seuls les deux premiers essieux sont montés dans des balanciers Baldwin très courts, ce qui diminue le déplacement latéral des roues. Il n’y a plus besoin de faux essieu, les cylindres actionnent le troisième essieu de la locomotive et toutes les roues sont accouplées :

Image
Zeitschrift des österreichischen Ingenieur-Vereines, février 1854, colonne 65, domaine public

Le commentaire d’Engerth :
Les quatre essieux restent parallèles mais leur empattement n’est plus que de 4,1 mètre.
Si le fonctionnement des balanciers s’avérait satisfaisant et si l’angle formé par les roues extrêmes avec les rails était acceptable dans la pratique, cette puissante locomotive correspondrait à la solution cherchée !

(Pour la petite Histoire, Petiet et Beugniot se sont inspirés des balanciers Baldwin pour certaines de leurs créations).




Une 230 à châssis extérieur et essieux très rapprochés

Image
Zeitschrift des österreichischen Ingenieur-Vereines, février 1854, planche 11, domaine public

L’empattement de la locomotive est court, ce qui facilite l’inscription en courbe. Le foyer est en porte à faux. Les trois essieux couplés sont très rapprochés. Placés au centre de la locomotive, ils supportent presque tout le poids. Le bogie a un entraxe très court. Ses roues étant plus petites que celles des trois essieux principaux, il n’est pas prévu de les motoriser.

Le commentaire d’Engerth :
Il est à craindre que la charge sur le bogie soit trop légère, ce qui faciliterait son déraillement.
La distance entre le pivot du bogie et l’essieu d’arrière de la locomotive (c'est-à-dire la corde de l’arc de cercle dans lequel la locomotive doit s’inscrire en courbe) est d’environ 5 mètres, ce qui paraît trop long pour les courbes serrées.

(Si la locomotive avait été construite, elle aurait peut-être été la première 230 européenne)




Une 230 dont deux des essieux accouplés se déplacent parallèlement au troisième

Suite aux critiques du projet précédent, Kessler propose une 230 dont la flexibilité en courbe est améliorée.
La locomotive repose à l’avant sur un bogie porteur classique (essieux A et B) avec pivot central non représenté.
Les essieux (D) et (E) sont accouplés et sont montés dans des balanciers Baldwin qui portent l’arrière de la locomotive. Les cylindres agissent sur l’essieu central (C) dont les boîtes sont solidaires du châssis et qui est accouplé par bielles à l’avant-dernier essieu.
Contrairement au projet précédent, l’empattement total est plus important et le foyer n’est plus placé en porte à faux.

Image
Zeitschrift des österreichischen Ingenieur-Vereines, février 1854, colonne 66, domaine public

Le commentaire d’Engerth :
Le but recherché était de faciliter l’inscription en courbe, mais la distance entre le pivot du bogie porteur (bogie qui s’inscrit radialement en courbe) et le dernier essieu (qui lui ne se déplace que latéralement) étant plus importante que dans le projet précédent, la locomotive forme sur la courbe une corde plus longue et de ce fait les boudins de roues du dernier essieu font un angle défavorable avec les rails, ce qui est pour Engerth un inconvénient important.

Moi je vois autre chose. Si on veut que la locomotive ne danse pas sur la voie, on ne donnera pas de jeu latéral aux pivots du bogie avant ni à ceux des balanciers, mais alors, vu la distance qui les sépare, il faudrait soit donner un peu de jeu latéral à l’essieu (C) – ce qu’on cherche toujours à éviter pour l’essieu recevant la bielle motrice – soit réduire ou supprimer les boudins de ses roues, sinon en courbe serrée ceux-ci vont frotter dur contre le rail intérieur. La deuxième solution rendrait l’ensemble fonctionnel. Mais ça, Engerth n’en parle pas.

À propos de ces deux projets de 230, Engerth regrette que le bogie porteur ait des roues plus petites que les roues motrices, car cela supprime ou complique la possibilité ultérieure d’accouplement avec les roues motrices.


Dans un livre de 1924 retraçant l’histoire de l’usine d’Esslingen (10) on voit différents croquis au crayon d’Emil Kessler, montrant des variantes de ces deux 230 proposées pour la ligne du Semmering, avec les cylindres horizontaux ou les essieux disposés autrement, certaines étant configurées en locomotive tender :

Image
Lokomotiven, Wagen, Bergbahnen – Geschichtliche Entwicklung in der Maschinenfabrik Eßlingen seit dem Jahr 1846, Max Mayer, 1924, domaine public – ULB Darmstadt

Pour le dessin en haut à droite, ce livre indique que l’essieu d’arrière passe « dans une échancrure du foyer » séparant la grille en deux parties, de manière à éviter une position trop haute de la chaudière.
Dans la 2éme partie de ce sujet on a remarqué une construction similaire dans les projets de 040 et 030+030T proposés par Tourasse.
Coïncidence ? Un des deux ingénieurs a-t-il influencé l’autre, ou bien l’idée est-elle plus ancienne ?


Emil Kessler (Orthographe exacte : Keßler) a quitté début mai 1852 la direction de son ex-usine de Karlsruhe entre temps devenue une société anonyme pour se concentrer sur son usine d’Esslingen. Ne connaissant pas la date exacte de ces projets, j’ai écrit « Esslingen » dans le titre de ce texte, mais il est possible qu’ils aient été conçus quand Kessler était encore à Karlsruhe.



(À suivre dans quelques jours)
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Sources :

05 – Die Lokomotive der Staats-Eisenbahn über den Semmering, Wilhelm Engerth, 1854
06 - Zeitschrift des Österreichischen Ingenieur-Vereines, octobre 1853, numéros 19 et 20
09 - Locomotive - Brevet US n°2759 du 25 août 1842, Matthias Baldwin
10 - Lokomotiven, Wagen, Bergbahnen – Geschichtliche Entwicklung in der Maschinenfabrik Eßlingen seit dem Jahr 1846, Dr.- Ing. Max Mayer, 1924 –

(Voir la liste complète des sources avec liens Internet à la fin de la 8ème partie de ce texte)
Fichiers joints
05A Kessler  Schéma  p64pc.png
05B Kessle  .jpg
05C Kessler  040 articulée .jpg
05C Kessler 040 articulée .jpg (30.64 Kio) Vu 1404 fois
05D Kessler 230  96dpi- ZÖIV1854-02.jpg
05E Kessler 230 articulée 3 - .jpg
05E Kessler 230 articulée 3 - .jpg (37.28 Kio) Vu 1404 fois
05F Kessler - .jpg
Modifié en dernier par Patlantic le mer. 18 sept. 2019, 23:52, modifié 1 fois.
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Re: Episodes étonnants et anecdotes de l'Epoque 1

Message par Dgrr57 » mer. 18 sept. 2019, 19:45

Merci pour le travail et le partage.
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Re: Episodes étonnants et anecdotes de l'Epoque 1

Message par Francis Bour » mer. 18 sept. 2019, 21:05

Bonsoir.
C'est vraiment un super travail de recherche. Merci pour le partage.
ETAT époque II y-a pas mieux.

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Re: Episodes étonnants et anecdotes de l'Epoque 1

Message par Pascal_pmidi » mer. 18 sept. 2019, 21:07

Toujours aussi passionnant et enrichissant, merci Pat !
Pascal

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Re: Episodes étonnants et anecdotes de l'Epoque 1

Message par Cassaigneray » mer. 18 sept. 2019, 23:03

Bonsoir,
Oui, toujours aussi passionnant !
Toutefois, une toute petite petite petite remarque: le terme exact de bourrelet de roue est boudin de roue.

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Re: Episodes étonnants et anecdotes de l'Epoque 1

Message par Patlantic » mer. 18 sept. 2019, 23:43

.

Merci à tous !

À Cassaigneray : Oui bien sûr, "Boudin de roue" ! C'est débile, je me suis habitué à dire "bourrelet", je ne sais même plus pourquoi.
Merci pour cette remarque !
S'il y a d'autres erreurs de ce genre, merci de les signaler. À force de naviguer dans les bouquins en anglais et en allemand,
j'y perds mon latin français et je fabrique des néologismes !

:D
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Re: Episodes étonnants et anecdotes de l'Epoque 1

Message par Ten-wheel » jeu. 19 sept. 2019, 08:06

Merci Patrick de nous faire partager ce formidable travail de recherche, l'époque 1 est vraiment passionnante.
Alain.
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Re: Episodes étonnants et anecdotes de l'Epoque 1

Message par Geb » jeu. 19 sept. 2019, 20:38

Yep c'est super ! :applause: :applause:

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Re: Episodes étonnants et anecdotes de l'Epoque 1

Message par Patlantic » mar. 24 sept. 2019, 00:34

.

Merci Alain, Merci Geb ! :D

Ten-wheel a écrit :
jeu. 19 sept. 2019, 08:06
....l'époque 1 est vraiment passionnante.
Sur les débuts de l’Epoque 1, Ten-Wheel a fait il y a plusieurs années le fil historique « L’Époque 1, la vraie… » , à voir et revoir ici :
viewtopic.php?f=5&t=23055


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1851-1853 – 21 projets de locomotives pour le Semmering
(6ème partie)


Le projet des ateliers Georg Egestorff, à Hanovre (future Hanomag)




Il s’agit d’une 030 avec adhérence augmentée par des galets horizontaux agissant sur un rail central surélevé.

Le concept est un précurseur des futurs systèmes Fell, Bell et Hanscotte, mais Engerth indique que l’idée est connue et considérée comme déjà ancienne à l’époque de ce projet (années 1851-1853) !
L’ingénieur de Hanovre qui a conçu la locomotive s’appelle C. Krauss et il est sans rapport avec le fabricant de locomotives munichois Georg Krauss (contrairement à une erreur répandue à propos de ce projet).

Ce projet a été pris en compte car une des nombreuses clauses du règlement du concours du Semmering indiquait que les constructeurs peuvent proposer des modifications du tracé de la ligne ou même de la voie à condition d’en expliquer les avantages.

Image
Zeitschrift des österreichischen Ingenieur-Vereines, février 1854, domaine public

La locomotive possède deux cylindres extérieurs actionnant les six roues couplées et deux cylindres intérieurs agissant sur deux arbres coudés verticaux portant les roues horizontales qui appuient de part et d’autre sur les flancs du troisième rail.
Seules les parties de la ligne en forte rampe seront équipées du troisième rail et celui-ci est interrompu aux aiguillages, croisements etc. D’autre part, l’adhérence supplémentaire sur le troisième rail ne doit être utilisée qu’en cas de charge très lourde. À cette fin, un mécanisme démultiplié permet au mécanicien d’écarter les roues de friction ou de les mettre en contact avec le rail, ainsi que d’ouvrir ou fermer l’alimentation en vapeur des cylindres intérieurs.

L’originalité de cette locomotive est que quand on utilise le troisième rail, la pression effectuée par les roues horizontales sur les flancs de ce rail s’adapte automatiquement à la charge remorquée. Pour cela, le crochet de traction agit sur un ressort à lames transversal placé derrière le foyer de la locomotive. Ce ressort est relié à des tiges longitudinales placées le long des longerons du châssis et qui actionnent les leviers qui écartent ou rapprochent les arbres coudés verticaux qui portent les roues horizontales.
Le ressort transversal étant articulé autour d’un axe vertical, il fonctionne comme un balancier et il assure ainsi des pressions égales sur les deux côtés du rail central, quelque soit l’effet des trépidations latérales de la locomotive ou de la force centrifuge en courbe.

Engerth décrit en détail les différents dispositifs évoqués, mais la mauvaise qualité de l’impression (ou du scannage) de la planche illustrée empêche qu’on suive les explications.

La chaudière est basée sur un brevet du fabricant Emil Kessler (Karlsruhe, Esslingen). Elle a une section en forme de poire renversée, ce qui permet de placer un grand nombre de tubes. Elle est consolidée efficacement par une cloison intermédiaire horizontale (certainement ajourée).
Autre détail intéressant : dans le foyer, une lame d’eau verticale débouchant dans une large colonne augmente la surface de chauffe et facilite la circulation de l’eau entre le bas de la chaudière, la lame d’eau arrière et le dessus du foyer. Elle préfigure les siphons apparus peu à peu sur les locomotives au 20ème siècle.

Caractéristiques de la locomotive converties en unités métriques :

Tubes de chaudière : 264 tubes de diamètre 51 mm et longueur 4,27 m
Surface de chauffe totale /foyer + tubes : 133 m2
Dimensions des cylindres extérieurs : Ø 420 mm x 630 mm
Diamètre des six roues accouplées : Ø 1100 mm
Dimensions des cylindres intérieurs : Ø 315 mm x 400 mm
Diamètre des deux roues horizontales : Ø 711 mm
Empattement : 3,15 m
Poids en service : 40 t

Le commentaire d’Engerth :
Cette locomotive constitue le plus élaboré des projets présentés. Par contre, l’utilisation du troisième rail nécessite un centrage précis de ce rail, augmente la maintenance de la voie et entraîne des frais supplémentaires. Un résultat équivalent peut être obtenu sans ce niveau de complication.




(À suivre dans quelques jours)

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Sources :

05 – Die Lokomotive der Staats-Eisenbahn über den Semmering, Wilhelm Engerth, 1854
06 - Zeitschrift des Österreichischen Ingenieur-Vereines, octobre 1853, numéros 19 et 20

(Voir la liste complète des sources avec liens Internet à la fin de la 8ème partie de ce texte)
Fichiers joints
06 Hanovre ZÖIV1854-02.jpg
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Re: Episodes étonnants et anecdotes de l'Epoque 1

Message par Patlantic » lun. 30 sept. 2019, 01:35

.

1851-1853 – 21 projets de locomotives pour le Semmering
(7ème partie)


Le projet de Heusinger : couplage de deux 020 attelées à un tender central




L’ingénieur allemand Edmund Heusinger von Waldegg (1817-1886) est connu pour quelques « inventions » dont la paternité de deux d’entre elles est douteuse (même si elle est acclamée en Allemagne), mais aussi et surtout pour son remarquable travail de créateur, éditeur et rédacteur de publications ferroviaires (revue Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens créée dès 1845, série des traités Handbuch für specielle Eisenbahntechnik, etc.).

Heusinger avait envoyé à l’Etat autrichien en 1851 un projet intéressant auquel Engerth ne consacre que quelques lignes seulement.
D’après Engerth, ce projet aurait été décrit à l’époque dans Organ…, tome 3, n°5, mais malheureusement ce n’est pas le cas.
Heureusement, beaucoup plus tard A. Petzholdt, co-rédacteur de l’édition de 1875 du Handbuch sur les locomotives, utilise une page complète pour en donner une description imprécise, et sans illustration, ce qui malgré tout est mieux que rien. (11)

Le projet est constitué de deux locomotives jumelles attelées par leurs plateformes d’arrière à un tender commun placé entre elles.
Les locomotives sont des 020. Le tender très court repose sur deux essieux porteurs.
Autrement dit, cela serait en gros la même configuration que sur cette combinaison articulée construite environ cinquante ans plus tard sauf que les locomotives et le tender de Heusinger n’ont que deux essieux, pas d’abri et – on le verra - la cheminée en position inhabituelle :

Image
The science of railways, M. Kirkmann, 1904, domaine public

Pour le tender du projet Heusinger, la description donnée par Petzholdt est contradictoire. Au début du texte il définit le tender comme un bogie servant uniquement d’appui (zur Unterstützung) aux hottes de combustibles en porte à faux des locomotives – et son texte est grammaticalement sans équivoque. Par contre, plus loin il indique que non seulement le poste du mécanicien, mais aussi les réserves de combustible font partie intégrante du « bogie ». C’est cette dernière version que Mallet retient dans les quelques lignes qu’il consacre à ce projet – et qui semble la plus logique :
http://cnum.cnam.fr/CGI/gpage.cgi?p1=20 ... 055%2F1058

Les réserves d’eau sont placées sous les chaudières des locomotives, dans des caisses placées entre les longerons (qui sont probablement intérieurs, sinon ça compliquerait un peu). La réserve de combustible est placée sur les côtés du tender, le milieu consistant en un passage de deux pieds de large rejoignant les deux locomotives.

L’équipe se compose de trois personnes. Les deux chauffeurs sont chacun sur la plateforme d’une des deux locomotives.
Le mécanicien se tient sur tender, sur une estrade surélevée et, par l’intermédiaire d’un levier à renvoi tenant compte du déplacement en courbe, il commande les tiges des deux régulateurs à la fois.
Un système similaire permet d’agir sur les deux changements de marche. Les distributions sont du type Heusinger (c'est-à-dire Walschaerts).
Toutes les roues sont freinées par deux sabots chacune, manœuvrés manuellement.

Maintenant, ça devient original.
Pour augmenter la surface de chauffe en conservant une longueur limitée, la chaudière de chaque locomotive est en deux parties superposées. Le texte ne dit pas clairement si ce sont deux corps cylindriques absolument distincts réunis par des raccords verticaux pour la circulation de l’eau (genre Flaman, ou Brotan ancien type), ou si c’est simplement une chaudière à section elliptique (comme le projet Cockerill), en forme de poire (comme le projet Kirchweger) ou de poire inversée (comme le projet Egestorff) ou autre, avec deux faisceaux de tubes l’un au dessus de l’autre.

Le volume inférieur est rempli complètement par 225 tubes de cuivre d’environ 45 mm de diamètre et 2,85 m de long donnant une surface de 90 m2. Les gaz chauds passent ensuite dans faisceau supérieur à travers 70 tubes (dont la longueur n’est pas indiquée) totalisant une surface d’un peu plus de 28 m2 qui les ramène vers la cheminée placée à l’arrière, « au dessus du foyer ». Ce faisceau supérieur est censé être un surchauffeur.
Ajoutant la surface de chauffe directe du foyer qui est de 6,6 m2, on obtient pour la chaudière une surface totale de chauffe de 125 m2. Les deux locomotives ont donc ensemble une surface de chauffe de 250 m2
Le régulateur est dans un dôme sur la chaudière.

Si on s’en tient au texte, la chaudière serait disposée à peu près comme ça :

Image
Schéma personnel.

Les tubes sont en blanc, l’eau en bleu et la vapeur formée en bleu clair. Pour simplifier, j’ai placé les deux faisceaux de tubes dans un seul corps de chaudière de section non définie et j’ai montré le foyer qui en réalité était probablement entre les longerons. On remarque le chemin des gaz chauds. La boîte à fumée et la cheminée sont placées vers le foyer.
A : vapeur vers les cylindres.
B : vapeur d’échappement venant des cylindres.
Éventuellement les cylindres pourraient être placés à l’arrière, pour que la vapeur d’échappement n’ait pas à suivre un chemin trop compliqué créant des pertes de charge qui nuiraient au tirage, vu qu’il faut extraire les gaz chauds (représentés en orange) à travers un parcours en chicane. Mais cela poserait d’autres difficultés (place, échauffement, accès au cendrier).

Le projet de Heusinger pourrait donc ressembler très vaguement à ce schéma :

Image
Schéma personnel

Ici, pour changer, j’ai supposé que pour chaque locomotive les deux faisceaux de tubes sont placés dans deux corps cylindriques superposés, reliés par des cuissards assurant la circulation de l’eau. Le faisceau supérieur est court, prolongé horizontalement par une boîte à fumée dans laquelle débouchent les longues tubulures d’échappement des cylindres, de manière à créer le tirage.
J’ai symbolisé naïvement le système permettant la commande des deux régulateurs à la fois, puisqu’il n’y a qu’un seul mécanicien qui est en position surélevée dans le tender. En réalité ça devait être un peu plus compliqué pour ne rien dérégler en courbe comme en ligne droite.
On imagine également un système de barres et de leviers coordonnant les relevages des distributions (non représentées) des deux locomotives.


Dommage qu’on n’ait pas les dessins de Heusinger !


La créativité de ce projet n’a pas impressionné la Commission.

Le commentaire d’Engerth :
« Les locomotives présentent des solutions nouvelles, leur description illustrée est parue dans le numéro 5 du tome 3 de la revue Organ (ce qui est erroné) et tout ce qui a déjà été dit contre les locomotives à deux essieux couplés est valable pour ce projet ».





Quelques années plus tard, Stephenson et Cockerill construiront pour la ligne du Giovi des couplages de locomotives sans tender intermédiaire :
http://cnum.cnam.fr/CGI/fpage.cgi?ECCMC ... /1055/1058
L’idée sera reprise de temps en temps, par exemple par Baldwin en 1900 :
https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id= ... up&seq=561

Le Traité complet des chemins de fer économiques, de Ch. Oppermann, 1873, montre un couplage de locomotives de montagne avec tender intermédiaire proposé par V. Bell pour fonctionnement sur une ligne à rail supplémentaire central comme dans le système Fell (ce qui donnerait un système Fell-Bell !)
Contrairement à l’impression donnée par le dessin…
http://cnum.cnam.fr/CGI/fpage.cgi?8LE18 ... /150/4/148
…le texte confirme qu’il y a un tender central attelé aux deux locomotives :
http://cnum.cnam.fr/CGI/fpage.cgi?8LE18 ... 00/609/0/0
Remarquer la commande commune des deux régulateurs, beaucoup plus réaliste que celle de mon schéma ! (Mais j’étais gêné par la cheminée sur l’axe médian…)


Avec ou sans tender, l’avantage de ces couplages de locomotives par rapport aux Fairlies et Péchot à chaudières solidaires est la possibilité de découplage et d’utilisation d’une locomotive seule.



(À suivre)

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Sources :

06 - Zeitschrift des Österreichischen Ingenieur-Vereines, octobre 1853, numéros 19 et 20
05 – Die Lokomotive der Staats-Eisenbahn über den Semmering, Wilhelm Engerth, 1854
11 - Handbuch für specielle Eisenbahntechnik – Der Lokomotivbau, E. Heusinger von Waldegg, 1875, chapitre Gebirgsmaschinen, A. Petzoldt, pages 955-957

(Voir la liste complète des sources avec liens Internet à la fin de la 8ème partie de ce texte)
Fichiers joints
07A (1).jpg
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Re: Episodes étonnants et anecdotes de l'Epoque 1

Message par Patlantic » lun. 30 sept. 2019, 01:57

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1851-1853 – 21 projets de locomotives pour le Semmering
(8ème partie)


Conclusion et sources




Il est curieux de voir comme Engerth et les gens de la Commission se compliquaient la vie en refusant par principe toute locomotive à châssis rigide ayant quatre essieux fixes, comme par exemple la 040 de Tourasse, dont un des essieux avait des roues sans boudin, alors que finalement le type 040 deviendra très apprécié en Europe comme locomotive de montagne à grande puissance.
Il deviendra même tellement apprécié que les 032T de la ligne du Semmering créées par Engerth en 1853 seront transformées une dizaine d’années plus tard en 040 à tender séparé.

Aux Etats-Unis, dès 1844 Ross Winans faisait construire des 040 dont les deux essieux intermédiaires avaient des roues sans boudin, ce qui leur permettait de prendre des courbes serrées sans essieux à déplacement radial ou à balanciers Baldwin.
En Europe, cette solution simple était très critiquée car diminuer le guidage, c’est réduire la sécurité, comme l’explique Couche dans son Traité de 1873 Voie, matériel roulant… :
https://www.e-rara.ch/zut/content/pageview/6461611
Aux Etats-Unis, dès les années 1840 les constructeurs coordonnaient les suspensions des roues de locomotives par balanciers, pour éviter le délestage et le soulèvement intempestif d’une roue quand la voie n’est pas parfaite. Il en résulte que les roues dont les boudins n’ont pas été supprimés assurent le guidage dans de bonnes conditions, le temps de réaction des balanciers étant suffisant pour des locomotives roulant à faible vitesse.

Engerth et les ingénieurs du Semmering auraient pu se simplifier la vie en regardant un peu mieux ce qui se faisait outre-Atlantique…




FIN
de cette série
« 21 projets de locomotives pour la ligne du Semmering »


Patrick Jacobs :D



Plus tard, dans une autre série, nous verrons le bref succès, les variantes européennes et le rapide déclin des locomotives Engerth – là aussi chronologiquement et sur la base de documents anciens.
J’avais esquissé ce sujet dans un fil court sur « Kapellen, la locomotive à engrenage » et je m’étais promis de refaire cela plus sérieusement, d’autant plus que j’ai trouvé encore davantage de documentation ancienne…





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Sources pour les 21 projets de locomotives pour le Semmering


01 – Nouveau manuel complet de la construction de chemins de fer, 1ère partie, Émile With, 1857, page 357
https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k ... f365.image
Une traduction allemande de ce livre, publiée en 1858 et scannée par Google est disponible librement (je l’ai) mais je n’ai pas retrouvé de quelle bibliothèque en ligne elle vient.

02 – Les Machines, Émile With, 1873, page 189
https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k ... f201.image

03 – Locomotives à adhérence totale pour courbes de petit rayon, Anatole Mallet, Mémoires et compte rendu des travaux de la Société des Ingénieurs Civils, 1894, 1er semestre, p. 557
http://cnum.cnam.fr/CGI/gpage.cgi?p1=55 ... F786%2F802

04– Étude sur les locomotives de montagne, Anatole Mallet, Mémoires et compte rendu des travaux de la Société des Ingénieurs Civils, 1912, 2ème semestre, p. 135
http://cnum.cnam.fr/CGI/gpage.cgi?p1=13 ... 055%2F1058

05 – Die Lokomotive der Staats-Eisenbahn über den Semmering, Wilhelm Engerth, 1854
https://reader.digitale-sammlungen.de/d ... 00005.html
Projets non réalisés : à partir de la page 37
https://reader.digitale-sammlungen.de/d ... 00049.html

06 - Zeitschrift des Österreichischen Ingenieur-Vereines, 1849-1864
Texte d’Engerth sur les projets de locomotives :
Année 1853, numéros 19 et 20 - 21 et 22 - 23 et 24
Année 1854, numéros 3 et 4
https://opus4.kobv.de/opus4-btu/solrsea ... n/id/16313

07 – Le Génie Industriel, tome 3, 1852, 1er semestre
Texte et planche illustrée de la 030 de Tourasse
http://cnum.cnam.fr/CGI/fpage.cgi?P939. ... 62/343/362
http://cnum.cnam.fr/CGI/fpage.cgi?P939. ... 62/343/362

08 – Locomotive - Brevet US n°1921 du 31 décembre 1840, Matthias Baldwin
(une des illustrations montre une 210 à essieu moteur en arrière du foyer - donc préfigurant les Crampton badoises - avec bogie avant motorisé par faux essieu et engrenages)
https://patents.google.com/patent/US1921A

09 - Locomotive - Brevet US n°2759 du 25 août 1842, Matthias Baldwin
https://patents.google.com/patent/US2759

10 - Lokomotiven, Wagen, Bergbahnen – Geschichtliche Entwicklung in der Maschinenfabrik Eßlingen seit dem Jahr 1846, Dr.- Ing. Max Mayer, 1924 – Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt, digitale Sammlungen
http://tudigit.ulb.tu-darmstadt.de/show ... 0002/image

11 - Handbuch für specielle Eisenbahntechnik – Der Lokomotivbau, E. Heusinger von Waldegg, 1875, chapitre Gebirgsmaschinen, A. Petzoldt, pages 955-957 - Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt, digitale Sammlungen
http://tudigit.ulb.tu-darmstadt.de/show ... 0971/image
Pat l'antique

FrFontana
Préfet des études
Messages : 5349
Enregistré le : mer. 31 août 2005, 23:17

Re: Episodes étonnants et anecdotes de l'Epoque 1

Message par FrFontana » lun. 30 sept. 2019, 21:15

Merci et encore merci Patrick.
Le seul problème avec toutes ces pages, c'est que je ne sais plus quelle machine construire. Je m'étais fixé quelques objectifs, mais la double 020 avec le tender central à un essieu me laisse sans voix ou sans voie !

François

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