Cosa Distrusse il Brevetto di Otto? La Battaglia Legale del Motore a Quattro Tempi

Un'idea di brevetto rimasta sulla carta nel 1862 rovesciò di colpo l'impero di Otto dieci anni dopo con una sola decisione, spalancando la porta dell'era dell'automobile.
Un'idea di brevetto rimasta sulla carta nel 1862 rovesciò di colpo l'impero di Otto dieci anni dopo con una sola decisione, spalancando la porta dell'era dell'automobile.

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La cosa che infranse il brevetto di Nikolaus Otto sul motore a quattro tempi fu il concetto di ciclo a quattro tempi brevettato da Alphonse Beau de Rochas nel 1862 ma mai costruito: Il brevetto tedesco DRP 532, in data 4 agosto 1877, fu invalidato nel 1886 quando emerse questa domanda precedente. Il crollo di questo monopolio, che per un decennio tenne la produzione di motori in Europa sotto il controllo delle licenze, fu il prerequisito legale perché Benz, Daimler e Maybach potessero creare i loro primi veicoli.

In evidenza

  • Brevetto tedesco in data DRP 532, 4 agosto 1877; Sul fronte statunitense seguirono US194047 (14 agosto 1877) e US196473 (23 ottobre 1877) a nome di Otto e dei fratelli Crossley.
  • Il motore di Otto del 1876 fu l'inizio di un salto di efficienza che, nei decenni successivi, avrebbe portato il 12% di rendimento del precedente progetto atmosferico oltre il 15%.
  • I Crossley Brothers acquistarono nel 1869 i diritti mondiali dei brevetti Otto-Langen fuori dalla Germania e stabilirono un monopolio di licenza esclusivo sul motore a quattro tempi.
  • Il brevetto fu annullato nel 1886, quando il precedente brevetto a quattro tempi di Beau de Rochas fu ritenuto come arte prioritaria.
  • Dopo l'annullamento, fino al 1889 oltre 50 aziende iniziarono a produrre motori di tipo Otto.

Da Lenoir a Otto: Come fu risolto il problema dell'efficienza?

Per comprendere la battaglia legale del motore a quattro tempi è necessario tornare al punto di partenza tecnico. Il motore a combustione interna prodotto a Parigi da Étienne Lenoir nel 1860 funzionava a gas illuminante e incendiava la miscela senza compressione. Il risultato fu un fallimento misurabile: Una macchina di 18 litri di cilindrata produceva solo 2 cv (1,5 kW) e riusciva a ricavare dal carburante solo un rendimento del 4%. Nikolaus August Otto, che da commesso viaggiatore di generi alimentari aveva conosciuto il motore di Lenoir, iniziò a lavorare proprio per colmare questo divario di efficienza.

I primi tentativi furono difficili. Otto presentò nel gennaio 1861 domanda al Ministero del Commercio prussiano per un motore a combustibile liquido, ma fu respinta; il tentativo di motore a precompressione del 1862 si autodistrusse dopo pochi minuti di funzionamento. La svolta arrivò nel 1864: La N.A. fondata con Eugen Langen Otto & Cie - la prima azienda produttrice di motori a combustione interna - sviluppò nello stesso anno il motore atmosferico. Questo progetto produceva 0,5 cv raggiungendo un rendimento del 12% e, all' Esposizione Universale di Parigi del 1867, vinse la medaglia d'oro consumando meno della metà del gas rispetto agli altri motori a gas. Poi toccava al grande balzo.

1876: La nascita del motore silenzioso e del ciclo a quattro tempi

Il 9 maggio 1876 Otto completò il suo motore a carica compressa. Il sistema utilizzava quattro corse del pistone per ogni impulso di potenza: aspirazione, compressione, espansione-potenza e scarico - ovvero una combustione ogni due giri del motore. Il dispositivo che Otto chiamava "carica stratificata" (stratified charge) garantiva una combustione controllata all'interno del cilindro. Rispetto al carattere esplosivo e rumoroso del precedente motore atmosferico, il funzionamento relativamente silenzioso di questa macchina fu anche l'origine del nome "motore silenzioso" datogli dai contemporanei.

Qui c'è un dettaglio tecnico importante: attribuire esclusivamente al genio di Otto il passaggio al ciclo a quattro tempi sarebbe una narrazione incompleta. Quando l'azienda fu riorganizzata come Gasmotoren-Fabrik Deutz nel 1872, il direttore dello stabilimento era Gottlieb Daimler e il progettista capo Wilhelm Maybach. Si ritiene che Franz Rings e Hermann Schumm, con il contributo che Daimler apportò all'azienda, abbiano indirizzato Otto verso il ciclo a quattro tempi e che il motore Rings-Schumm sia emerso nell' autunno del 1876. Anche l'efficienza del ciclo a quattro tempi con precompressione fu concreta: il rendimento passò da meno del 5% al 15% tra gli anni 1880 e gli anni 1890.

Come si è ottenuto il brevetto e cosa proteggeva esattamente?

Otto ottenne il brevetto tedesco DRP 532 il 4 agosto 1877; negli Stati Uniti seguirono il brevetto US194047 in data 14 agosto 1877 e il brevetto US196473 "Gas Motor Engine" in data 23 ottobre 1877 a nome di Otto, Francis e William Crossley. Tuttavia l'ambito del brevetto era più ristretto di quanto molti assumano oggi. L'obiettivo principale delle rivendicazioni del brevetto non era l'idea del funzionamento a quattro tempi; si articolava piuttosto attorno allo schema di carica stratificata e combustione controllata. Questa distinzione si rivelerà in seguito determinante in tribunale, perché i test approfonditi sul concetto fondamentale non trovarono prove a sostegno dell'ampia portata rivendicata dal brevetto.

Una domanda precedente era già sul tavolo: Alphonse Beau de Rochas, che aveva presentato domanda il 16 gennaio 1862, aveva brevettato concettualmente il ciclo a quattro tempi, ma non aveva mai costruito un motore. Questa differenza tra il proprietario del concetto e il proprietario del primo motore funzionante è l'essenza della disputa sul nome che dura da oltre un secolo: mentre in Francia il ciclo viene chiamato "ciclo Beau de Rochas", il mondo in generale parla di "ciclo Otto" per via della realizzazione pratica; alcune fonti propongono anche il nome di Reithmann come terza opzione.

Il monopolio delle licenze Crossley: dieci anni di stretta

La forza del brevetto si moltiplicò grazie alla rete di licenze. Nel 1867 Francis e William J. Crossley, acquistò nel 1869 i diritti mondiali - esclusa la Germania - e per il Regno Unito dei brevetti di Otto e Langen. Nel 1876 questi diritti furono estesi al nuovo motore a quattro tempi di Otto; il business di Crossley crebbe talmente che l'azienda si trasferì in stabilimenti più grandi e dal 1878 iniziò la produzione su licenza. Crossley stipulò con Otto accordi che concedevano il diritto esclusivo di produrre i motori nel Regno Unito.

Questo meccanismo fece passare la diffusione del motore a quattro tempi in Europa attraverso un unico varco. Ogni produttore che volesse basarsi sul brevetto di Otto doveva o ottenere una licenza da Crossley o rinunciare al ciclo a quattro tempi. Il caso di Karl Benz è l'esempio tipico di questa stretta: pur avendo completato il suo motore il 31 dicembre 1878 e ottenuto il brevetto nel 1879, la costruzione di un motore a quattro tempi gli era impedita dal brevetto del 1877 di Otto. Il monopolio era un muro giuridico, non tecnico - e il muro rimase in piedi fino al 1886. Il successo commerciale del progetto realizzato, tuttavia, era innegabile: grazie all'affidabilità, all'efficienza e al funzionamento silenzioso, in dieci anni furono prodotti oltre 30.000 motori a ciclo Otto. Engine No., uno dei più antichi motori a quattro tempi superstiti della Crossley, 1355, uno dei più antichi motori a quattro tempi superstiti della Crossley, è una testimonianza concreta di quell'epoca giunta fino a oggi.

Cosa è successo nel 1886? L'anatomia dell'annullamento del brevetto

Otto'nun patentinin 1886'da iptali tek lisans duvarını yıktı ve üç yıl içinde 50'den fazla şirket dört zamanlı motor üretmeye başladı.

L'ufficio brevetti tedesco invalidò il brevetto della Deutz che nel 1886 poteva essere prorogato fino al 1891. La motivazione era duplice. In primo luogo, il brevetto a quattro tempi del 1862 di Beau de Rochas emerse come arte prioritaria. In secondo luogo, e giuridicamente più grave: la Deutz non riuscì a dimostrare che il proprio sistema di sovralimentazione a strati fosse diverso dal brevetto di Beau de Rochas. L'azienda perse uno dei suoi 25 brevetti - ma proprio quel brevetto che reggeva l'intero monopolio.

L'effetto si avvertì immediatamente. Non appena cadde il muro delle licenze, si aprì la concorrenza: entro il 1889 oltre 50 aziende iniziarono a produrre motori di progetto Otto. Qui lo sviluppo tecnico del ciclo a quattro tempi e il suo destino giuridico si separano chiaramente. Il valore ingegneristico del ciclo era stato dimostrato di fatto nel 1876; ma ciò che determinò la velocità e la direzione della sua diffusione decennale non fu la superiorità tecnica, bensì il terreno giuridico su cui poteva reggere il brevetto. Quando quel terreno crollò, l'innovazione sfuggì al controllo di una sola azienda e si trasformò nell'infrastruttura comune dell'industria.

Coloro che colmarono il vuoto: Benz, Daimler e Maybach

L'importanza dell'annullamento si misura guardando a cosa fecero i nomi che avevano atteso per anni dentro la guerra del brevetto. Daimler accentuò il suo disaccordo con Otto, che si concentrava sui grandi motori fissi e non si interessava alle applicazioni per i trasporti; nel 1882 lasciò la Deutz insieme a Maybach. La coppia produsse nel 1883 un motore piccolo ed efficiente da 0,5 hp, nel 1885 il motore "Grandfather Clock" e la Daimler Reitwagen - il primo veicolo a motore a combustione interna. Portando il regime di giri a 650 rpm, fornirono la densità di potenza adatta all'automobile; Daimler e Maybach ottennero il brevetto per il motore a combustione interna nel 1885. Un dettaglio mancante è comunque notevole: Otto non aveva mai incluso Daimler e Maybach nella domanda di brevetto.

Il percorso di Karl Benz fu più stretto e più decisivo. Il 29 gennaio 1886 ottenne il brevetto tedesco 37435; il Patent-Motorwagen fu sviluppato tra il 1885 e il 1887 e, secondo un giudizio ampiamente condiviso, è considerato la prima automobile pratica. Con l'annullamento del brevetto fu rimosso l'ostacolo alla produzione di motori a quattro tempi di Benz, mentre Daimler e Maybach avevano iniziato a sviluppare il motore a quattro tempi di Otto per le automobili - una linea che culminò alla fine degli anni 1890 con il veicolo realizzato per Emil Jellinek che prese il nome di Mercedes. Anche un caso parallelo è istruttivo: negli Stati Uniti il brevetto con cui George Selden rivendicava di aver "inventato" l'automobile aveva proiettato un'ombra simile sulla primissima industria automobilistica; Con la causa Otto, il principio secondo cui l'ambito di un brevetto deve essere limitato alla pratica inventata è ancora oggi oggetto di studio nei corsi di diritto dei brevetti.

Vittoria tecnica, rovina giuridica: Perché si racconta ancora oggi?

La storia di Otto ha un duplice carattere raro nella storia dell'industria. Sul versante ingegneristico, un successo misurabile e indiscutibile: la curva di rendimento che parte dal 4% di Lenoir e sale al 12% con il motore atmosferico, superando il 15% con il ciclo a quattro tempi, e oltre 30.000 unità prodotte in dieci anni. Sul versante giuridico, invece, un destino completamente opposto: le rivendicazioni principali del brevetto non coprivano il funzionamento a quattro tempi, le prove a sostegno del concetto fondamentale erano deboli e una domanda precedente del 1862 fece crollare con un solo colpo il monopolio del 1877.

Per questo la causa Otto è uno dei casi che mostra nel modo più chiaro la differenza tra invenzione e brevetto. Beau de Rochas scrisse il concetto e non costruì mai alcuna macchina; Otto realizzò il motore funzionante e istituì il monopolio; Daimler, Maybach e Benz, invece, nello spazio lasciato dal crollo del monopolio, trasformarono il motore nell'infrastruttura comune dei trasporti. L'attuale dominio del ciclo a quattro tempi è il risultato tanto di un'invenzione tecnica quanto di come il destino giuridico di quell'invenzione è stato modellato.

Fonti