Wittfeld (wagon akumulatorowy)

Wagony akumulatorowe systemu Wittfelda – występujące w publikacjach określenie wagonów akumulatorowych skonstruowanych we wrocławskich zakładach Breslauer Aktiengesellschaft für Eisenbahn – Waggenbau und Maschinenbau – Anstalt w 1907 roku pod kierunkiem pruskiego inżyniera mechanika, urzędnika kolejowego i tajnego radcy rządowego Gustava Wittfelda.

Wagony akumulatorowe
systemu Wittfelda
Ilustracja
Ma 090802 w Parowozowni Skierniewice
Producent Breslauer Aktiengesellschaft für Eisenbahn – Waggenbau und Maschinenbau – Anstalt
inni
Lata budowy 1908-1909
1910-1914
Układ osi 2A+2A
Układ wagonów s+d
Liczba miejsc siedzących 2 klasa: brak lub 8
3 klasa: 46 lub 38
4 klasa: 36
Σ: 80
Liczba miejsc ogółem 108
Masa służbowa 17-25,5 t
Długość całkowita 25 610 - 25 660 mm
Szerokość 3230 mm
Wysokość 4110 mm
Średnica kół 1000 mm
Liczba i moc silników 2 x 59-66 kW
Typ silników trakcyjnych szeregowe, 4-biegunowe
Prędkość konstrukcyjna 50-60 km/h
Źródło danych: [1]
Portal Transport szynowy

W latach 1908 – 1914 różne fabryki wyprodukowały na zlecenie pruskich kolei państwowych („KPEV”) łącznie 171 zespołów trakcyjnych złożonych z dwóch bądź trzech wagonów, przeznaczonych pierwotnie do obsługi drugorzędnych linii kolejowych.

Po I wojnie światowej w ramach reparacji wojennych 20 zespołów systemu Wittfelda trafiło do Polskich Kolei Państwowych. Na polskich kolejach zostały skreślone z inwentarza na początku lat 50. XX wieku. Pozostałe zespoły wagonów akumulatorowych były eksploatowane w Niemczech Zachodnich do 1964 roku. Niektóre wagony zostały przeznaczone na tabor gospodarczy. Ostatni zachowany na świecie pojazd tego typu został odbudowany staraniem Polskiego Stowarzyszenia Miłośników Kolei przez ZNTK w Łapach i od 1995 roku jest eksponowany w skansenie kolejnictwa Parowozownia Skierniewice.

HistoriaEdytuj

GenezaEdytuj

Od początku XX wieku pruskie koleje państwowe poszukiwały rozwiązania problemu racjonalnej obsługi linii bocznych, o ruchu pasażerskim zbyt małym dla eksploatacji składów złożonych z parowozu i tradycyjnych wagonów[2]. Eksperymentowano wówczas z wyborem odpowiedniego napędu dla powstających wagonów silnikowych[2]. W 1906 roku przeprowadzono próby porównawcze prototypów: dwóch wagonów parowych, jednego wagonu benzolowo-elektrycznego i sześciu wagonów akumulatorowych[2]. Spośród testowanych pojazdów pięć stanowiły przebudowane według koncepcji Gustava Wittfelda wagony „boczniaki[2].

Wagony akumulatorowe sprawdziły się w testach najlepiej, choć wykazywały istotne wady: dużą masę (ograniczało to potencjalny zasięg między ładowaniem ogniw) oraz wydzielanie się trujących oparów kwasu siarkowego z baterii umieszczonych pod siedzeniami[2]. Skłoniło to pruskie władze do opracowania nowej konstrukcji[2].

Pod kierunkiem inżyniera Wittfelda wrocławska firma Breslauer Aktiengesellschaft für Eisenbahn – Waggenbau und Maschinenbau – Anstalt przygotowała nową serię dwuczłonowych zespołów trakcyjnych z unikalnym rozwiązaniem umiejscowienia akumulatorów w skrzyniach poza przestrzenią pasażerską[2].

ProdukcjaEdytuj

Seryjną produkcję zespołów rozdzielono między kilka krajowych fabryk[3]. Pierwsze 57 zespołów pruskie koleje zamówiły w roku 1908 i otrzymały w latach 1909–1910[3]. Kolejną serię 114 zespołów, w tym 106 dwuwagonowych i 8 trzywagonowych zrealizowano w latach 1910–1914[3].

Zakończenie produkcjiEdytuj

Następne zamówienia zespołów systemu Wittfelda przerwała I wojna światowa[3].

Po I wojnie światowej, równolegle z rozwojem trakcji spalinowej skupiono się na rozwoju wagonów spalinowych.

KonstrukcjaEdytuj

W zależności od producenta i roku budowy, zespoły trakcyjne systemu Wittfelda powstały w kilkunastu wersjach, różniących się szczegółami[4]. Podstawowe cechy były jednakowe dla wszystkich wyprodukowanych pojazdów[4].

NadwozieEdytuj

Pudło wagonów miało drewniany szkielet[5]. Sztywność pudła zwiększono stosując stalowe zastrzały i blachy kątowe w ścianach[5]. W połowie długości przedziału pasażerskiego zastosowano wzmocnienie: poprzeczną ramę z kątowników z dekoracyjnym ściągiem pod sufitem i zastrzałami pod siedzeniami[5].

Zastosowano jednowarstwowy, drewniany dach i podłogę[5]. Dach i ściany pokryto od zewnątrz blachą[5]. Okna i drzwi posiadały konstrukcję ujednoliconą z pruskimi, znormalizowanymi wagonami przechodnimi[5]. Tylko w przedziale bagażowym zastosowano drzwi dwuskrzydłowe[5]. W pojazdach zbudowanych po 1910 r. zastosowano niesymetryczne dwuskrzydłowe drzwi wejściowe[5].

Akumulatory zasilające pojazd umieszczono w skrzyniach zewnętrznych, zlokalizowanych na krańcach pojazdu[5]. Komory akumulatorów oddzielono szczelnie od wnętrza[5]. Dostęp do nich było możliwy od góry[5]. Osłona akumulatorów była przesuwna[5].

PodwozieEdytuj

Ostoja zespołów została wykonana z dwóch symetrycznych połów, z wykorzystaniem znormalizowanych profili stalowych (ceowników i teowników)[5]. Ostoję wyposażono w belkę grzbietową i ukośnice[5]. Jako elementy wzmacniające zastosowano poprzecznice i zastrzały z blachami węzłowymi[5]. Poprzecznice obniżono względem górnej płaszczyzny ostojnic dla umożliwienia poprowadzenia pod podłogą okablowania[5].

Pod pudłem wagonów zabudowano nitowane widły maźnicze z zastrzałami[5].

Wagony pierwszych 57 zespołów zostały wybudowane jako dwuosiowe[5]. Pierwotnie zastosowano szprychowe zestawy kołowe o średnicy 1000 mm[5]. Chcąc zapewnić równomierny nacisk na osie pierwszy zestaw kołowy wysunięto maksymalnie w stronę czołownicy[5]. Przez ujawnione w trakcie eksploatacji zbyt duże obciążenie pierwszej osi, w zespołach produkowanych od 1910 roku zastosowano pod skrzyniami akumulatorów dodatkowe dwa niezależnie prowadzone zestawy kołowe[5]. Wszystkie osie zestawów były swobodne (przesuwne), co pozwoliło na uzyskanie spokojnego biegu i dobrego wpisywania się w łuki mimo nietypowego rozstawu kół (1500 mm + 7650 mm)[5]. Po 1910 przebudowano do takiego kształtu wszystkie jednostki[5]. Seryjnie stosowano łożyska ślizgowe, ale w niektórych wagonach eksperymentalnie zastosowano łożyska toczne[5]. Pojazdy zostały usprężynowane jednostopniowo resorami piórowymi[5]. Zestawy silnikowe produkowane od 1910 roku otrzymały drugi stopień usprężynowania - śrubowe sprężyny na wieszakach resorowych[5].

Na jednym końcu każdego z członów zastosowano typowe zderzaki trzonowe[5]. Na drugim końcu instalowano centralny krótkosprzęg z dwoma bocznymi nastawiaczami powrotnymi, służący do połączenia wagonów w zespół[5].

Zastosowano nienawskrośne urządzenie cięgłowe ze sprzęgiem śrubowym, gdyż pierwotnie nie przewidywano włączania zespołów w skład pociągu ani stosowania większej liczby wagonów doczepnych[5].

Wnętrze i przestrzeń pasażerskaEdytuj

Przestrzeń pasażerską każdego z wagonów zespołu przedzielono dwiema ścianami działowymi na trzy przedziały[6]:

Pomiędzy przedziałem pasażerskim a kabiną maszynisty, jednocześnie będącą przedsionkiem drzwiowym - jedno- lub dwuczęściowe drzwi suwane[6]. Między przedziałami zastosowano jednopłatowe skrzydło drzwiowe[6].

Zespoły były zestawiane fabrycznie w taki sposób, że w jednym wagonie znajdowały się siedzenia i przedział bagażowy klasy 3., natomiast w drugim - siedzenia klasy 4[6]. Niekiedy, zamiast przedziału bagażowego trzeciej klasy zabudowywano niewielki przedział klasy 2[6].

Ściany wewnątrz pojazdu pokryto deskowaniem[6]. Drewniana podłoga była wykładana linoleum[6]. Ściany w 3. klasie malowano początkowo olejno w kolorze żółtobrązowym, a w klasie czwartej - szarozielonym[6].

Wagony z pierwszej serii otrzymały eleganckie wykończenie klasy trzeciej: siedzenia były wyłożone mahoniowym fornirem w dębowych ramkach, a w zagłówki wmontowano siatki z aluminium[6]. Zabudowano ozdobny ściąg podsufitowy, dekorowany w stylu secesyjnym, oraz dwa rzędy lamp oświetleniowych[6]. W drugiej serii w klasie trzeciej zamontowano ławki z drewnianych desek bukowych lub dębowych[6].

Wygląd przedziału klasy czwartej nie odbiegał od standardu innych wagonów tej klasy w pruskich kolejach państwowych: stosowano ławki z drewna sosnowego[6]. Nie stosowano tam półek bagażowych[6].

Wagony były przeznaczone dla niepalących. Ściany w trzeciej klasie malowano początkowo olejno w kolorze żółtobrązowym, a w klasie czwartej - szarozielonym[6]. Ze względu na przeznaczenie zespołów na krótkie trasy lokalne nie zostały one pierwotnie wyposażone w ubikacje[6].

Dla oszczędności zużycia akumulatorów zespoły typu Wittfelda posiadały archaiczny system ogrzewania: piecyki na brykiety z węgla drzewnego, wsuwane od zewnątrz pod siedzenia[6].

Napęd i zasilanieEdytuj

W większości zespołów systemu Wittfelda zainstalowano po dwa szeregowe silniki trakcyjne o mocy od 59 do 66 kW, w zależności od producenta[7]. Silniki zawieszono na osiach jak w tramwajach – w sposób na wpół odsprężynowany „za nos”, z jednej strony osadzając każdy silnik na osi zestawu kołowego za pomocą dwóch łożysk ślizgowych, a z drugiej strony opierając wspornik silnika trakcyjnego na wsporniku zestawu kołowego[7]. Czołowa, jednostopniowa przekładnia zębata miała przełożenie od 3,38:1 do 4,316:1[7].

Sterowanie zespołem odbywało się nastawnikiem typu tramwajowego - w wagonach z wyposażeniem elektrycznym AEG i BEW odbywało się bezpośrednio, a w wagonach z elektryką Siemens-Schuckert Werke poprzez styczniki[7]. Opory rozruchowe, a w przypadku wagonów współtworzonych przez SSW również styczniki, umiejscowiono pod podłogą[7].

W niektórych zespołach zastosowano eksperymentalnie silniki bocznikowe[7].

Energii elektrycznej do układu napędowego dostarczały dwie baterie akumulatorów kwasowych, połączone szeregowo[7]. 84 ogniwa galwaniczne były rozłożone w sześciu drewnianych skrzyniach[7]. Łączne napięcie układu wynosiło 310 V[7]. Pojemność baterii wynosiła początkowo 368 Ah przy dwugodzinnym prądzie rozładowania[7].

Przy budowie instalacji elektrycznej zespołów zastosowano kable z izolacją azbestową, które poprowadzono pod podłogą i zamocowano do niej mostkami i klamrami[7]. Tworzące zespół wagony były połączone dwiema wiązkami kabli ukrytymi w hermetycznym płaszczu[7]. Każda z wiązek została zakończona wtykami i gniazdami[7].

Główny obwód elektryczny został zabezpieczony bezpiecznikiem topikowym oraz wyłącznikiem nadmiarowym[7]. Stycznik liniowy rozłączał zasilanie w przypadku obniżenia ciśnienia w przewodzie hamulcowym, przerwy w nacisku na czuwak pasywny lub przy otwarciu pokrywy gniazda do ładowania akumulatorów[7].

Pomocnicze obwody elektryczne służyły zasilaniu oświetlenia wnętrza, reflektorów oraz sygnałów końca pociągu[7]. Obowiązkowy w świetle pruskich przepisów kolejowych dzwon sygnalizacyjny posiadał w zespołach Wittfelda napęd silnikowy z przekładnią cykloidalną[7]. Zamiast tradycyjnej gwizdawki pneumatycznej, w zespołach montowano syrenę motorową[7]. Każdy wagon posiadał wewnętrzny dzwonek elektryczny służący wezwaniu w razie potrzeby konduktora[7].

Zestawy napędowe zostały wyposażone w piasecznice[7]. Początkowo urządzenia te były uruchamiane mechanicznie, w nowszych zestawach zastosowano piasecznice sterowane elektrycznie[7].

Układ hamulcowyEdytuj

Zespoły trakcyjne systemu Wittfelda wyposażono w śrubowy hamulec ręczny oraz samoczynny hamulec pneumatyczny systemu Knorra z cylindrem działającym odwrotnie niż w typowym rozwiązaniu[8]. Wagony były wyposażone w sprężarki z wyłącznikiem ciśnieniowym[8]. Hamowanie elektryczne nastawnikiem było traktowane wyłącznie jako pomocnicze (awaryjne)[8].

Zestawy silnikowe nie były hamowane[8]. Początkowo nie przewidywano kursowania zespołów w składach pociągów, dlatego początkowo nie instalowano sprzęgów hamulcowych dla wagonów doczepnych[8].

Przekładnia hamulcowa obejmowała oba wagony każdego dwuczłonowego zespołu[8]. Z takiego rozwiązania zrezygnowano po roku 1910[8].

ModernizacjeEdytuj

 
Wagon akumulatorowy ETA 177 z wagonem doczepnym

Zasadniczą modyfikacją wprowadzaną z biegiem lat w zespołach trakcyjnych systemu Wittfelda była wymiana akumulatorów na wydajniejsze, dzięki czemu zwiększał się zasięg pojazdów[9].

Montowano kolejno ogniwa galwaniczne o pojemności:

  • 443 Ah,
  • 562 Ah,
  • 921 Ah,
  • 1088 Ah,

które pozwalały na zasięg (odpowiednio):

  • 100 km,
  • 130 km,
  • 180 km,
  • 300 km.

pomiędzy kolejnymi ładowaniami[9].

Wraz ze zwiększeniem zasięgu, przystosowano pojazdy do obsługi pociągów na dalsze odległości[3]. Po roku 1920 przystosowano zespoły do prowadzenia wagonów doczepnych poprzez dodanie sprzęgów powietrznych. W zespołach zabudowano również nieobecne wcześniej toalety[3].

EksploatacjaEdytuj

Pruskie koleje państwoweEdytuj

W latach 1908 – 1914 różne fabryki wyprodukowały na zlecenie pruskich kolei państwowych (KPEV) łącznie 171 zespołów trakcyjnych złożonych z dwóch bądź trzech wagonów, przeznaczonych pierwotnie do obsługi drugorzędnych linii kolejowych[2]. Oznaczane były skrótem AT (Akkumulator-Triebwagen) i numerami[10].

Polskie Koleje PaństwoweEdytuj

Po I wojnie światowej na terenie Polski znalazło się 11 dwuwagonowych zespołów, przejętych przez Polskie Koleje Państwowe. W ramach reparacji wojennych na mocy traktatu wersalskiego Niemcy przekazały w 1922 roku Polsce dalsze 9 zespołów, do łącznej liczby 20[10]. W latach 1923-24 otrzymały one nowe oznaczenia serii: EBCy, ECy, ECDy, EDy, gdzie E oznaczało: elektryczny, B, C, D: odpowiednio II, III i IV klasy i y: trzyosiowy[10]. Otrzymały zarazem numery inwentarzowe od 90 012 do 025 i od 90 031 do 056 (każdy człon osobno)[10]. Początkowo 18 posiadało zasięg 130 km a dwa zasięg 180 km, lecz następnie ich akumulatory były wymieniane na pojemniejsze, z podwyższonymi skrzyniami, i do 1936 roku 14 miało zasięg 300 km[11].

Podczas II wojny światowej jeden zespół został zniszczony, 8 wywieziono do Niemiec, a losy kilku są nieznane. Po wojnie na PKP pozostała nieznana liczba zespołów akumulatorowych, szacowana na 11[12]. Nadano im serię Ma i numery od 90 801, a eksploatowane były regularnie do przełomu lat 1955/56[12]. Po tej dacie część jeszcze zaadaptowano jako wagony techniczne lub gospodarcze[10].

Koleje niemieckieEdytuj

Pozostałe zespoły trakcyjne w Niemczech trafiły do Deutsche Reichsbahn[13]. Po drugiej wojnie światowej zespoły akumulatorowe pochodzenia pruskiego były eksploatowane przez Deutsche Bundesbahn do 1964 roku[14][15].

Uwagi ogólneEdytuj

Duża niezawodność, spokojny bieg, brak spalin i hałasu sprawiły, że pojazdy zyskały sympatię kolejarzy i podróżnych[16].

Egzemplarz muzealny Ma 090802Edytuj

Ostatni na świecie, zachowany dzięki przeznaczeniu na wagon gospodarczy, dwuczłonowy egzemplarz został odrestaurowany i uruchomiony przez Polskie Stowarzyszenie Miłośników Kolei i ZNTK w Łapach w 1995 roku i jest przechowywany w skansenie kolejnictwa Parowozownia Skierniewice[13].

Zobacz teżEdytuj

PrzypisyEdytuj

  1. Jerczyński 1995 ↓.
  2. a b c d e f g h Jerczyński 1995 ↓, s. 6.
  3. a b c d e f Jerczyński 1995 ↓, s. 7.
  4. a b Jerczyński 1995 ↓, Konstrukcja, s. 7.
  5. a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac Jerczyński 1995 ↓, Konstrukcja, s. 7-8.
  6. a b c d e f g h i j k l m n o p q Jerczyński 1995 ↓, Wnętrze, s. 8-9.
  7. a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u Jerczyński 1995 ↓, Układ napędowy; Obwód elektryczny, s. 8-9.
  8. a b c d e f g Jerczyński 1995 ↓, s. 8.
  9. a b Jerczyński 1995 ↓, Obwód elektryczny, s. 9.
  10. a b c d e Zintel i Pokropiński 1996 ↓, s. 23.
  11. Zintel i Pokropiński 1996 ↓, s. 24.
  12. a b Zintel i Pokropiński 1996 ↓, s. 26.
  13. a b Jerczyński 1995 ↓, s. 10.
  14. Martina Wrede. Frühe Umweltschützer: die Akku-Triebwagen. „Kundenzeitschrift Takt”, s. 4, Wrzesień 2009. DB Regio AG (niem.). 
  15. Andreas Galonska. Mit Akkukraft über die Gleise. „Rhein-Zeitung”, s. 23, 25 lutego 2012. Mittelrhein-Verlag GmbH (niem.). 
  16. Jerczyński 1995 ↓, s. 9.

BibliografiaEdytuj

  • Michał Jerczyński. Nasz portret: wagon akumulatorowy typu „Wittfeld”. „Świat Kolei”. Nr 03/1995, s. 6-10, 1995. EMI-PRESS. ISSN 1234-5962. 
  • Krzysztof Zintel, Bogdan Pokropiński. Zespoły akumulatorowe typu „Wittfeld” na PKP. „Świat Kolei”. Nr 01/1996(32), s. 23-27, 1996. EMI-PRESS. ISSN 1234-5962.