Wywrotnice wagonów

Nieco mniejszych, ale równie wydajnych maszyn do rozładunku potrzebowały również gorzelnie, cegielnie, młyny kamienia itd., tym bardziej że koszty ręcznego rozładunku były nie tylko coraz wyższe, lecz także czasochłonne i niejednokrotnie wpływały na cenę końcową produktu. Niemałą rolę dla właścicieli fabryk i kolei zaczynało odgrywać również tzw. osiowe . Wypracowanie rozwiązań, zaprojektowanie maszyn wymagało współpracy nie tylko producentów urządzeń przeładunkowych, lecz także wytwórców wagonów – często specjalistycznych, dostosowanych do różnych technik rozładunku zarówno w skali masowej (huty, gazownie, elektrownie, porty), jak i na mniejszych bocznicach kolejowych czy fabrycznych pozbawionych stałych, bardzo kosztownych tzw. wywrotnic wagonów czy suwnic z pojemnymi czerpakami.

Trzy drogi, trzy koncepcje

Pomysł na budowę dużych kolejowych wywrotnic podrzuciło w połowie XIX wieku brytyjskie górnictwo, które potrzebowało szybkich i wydajnych maszyn do przeładunku węgla z kopalnianych wózków na śródlądowe barki. Dopóki głównym odbiorcą węgla był brytyjski przemysł, proste linowe wyciągarki w zupełności wystarczały. Jednak gdy coraz częściej węgiel był eksportowany drogą morską, potrzebne były większe i szybsze urządzenia, mogące wysypywać surowiec nie tylko z kopalnianych wagoników, lecz także z dużych wagonów kolejowych na nabrzeżach portowych.

Niemal równolegle w Wielkiej Brytanii i USA ok. 1883 roku powstały pierwsze, prototypowe urządzenia do masowego przeładunku materiałów sypkich, zarówno dla rzecznych barek, jak i statków morskich. Zasadniczo nie różniły się one zbytnio budową, a ich zaletą były ruchome platformy dla wagonów i poruszanie nimi w taki sposób, aby znajdowały się jak najbliżej statku przed rozładunkiem i można było opróżniać je na różnych wysokościach nad statkiem. Miało to spore znaczenie, szczególnie przy eksporcie drogą morską, gdyż w ten sposób można było uniknąć rozdrobnienia węgla i powstawaniu pyłu, który zmniejszał wagę towaru, nie mówiąc o tym, że miałki węgiel miał niższe ceny sprzedaży, szybciej następował samozapłon itd.

Około 1890 roku amerykańska firma Heyl & Patterson, specjalizująca się po dziś dzień w różnego rodzaju urządzeniach do rozładunku wagonów w portach rzecznych i morskich, zaproponowała nowatorskie wówczas rozwiązanie wyładunku nie przez czołowe, otwierane klapy wagonów, lecz poprzez przechylanie całego wagonu bokiem. Takie rozwiązanie nie tylko przyspieszało rozładunek; wymagało także sporego przeprojektowania budowy wagonów – zarówno wzmocnienia ścian bocznych, jak i smarowania osi nie olejem, lecz stałym smarem, który zwiększał siły tarcia podczas jazdy i tym samym spowalniał bieg pociągu, wagonów. O ile w USA system dość szybko się przyjął, to w Europie, ze względu na używanie oleju w osiach i inne, mniejsze gabarytowo wagony, starano się rozwijać system rozładunku poprzez uchylne klapy czołowe. W początkach XX wieku, ok. 1906 roku, do grupy producentów wywrotnic wagonowych dołączyły niemieckie firmy Demag i Aumund, które zaproponowały mobilne wywrotnice wprost idealne nie tylko do załadunku statków, lecz także na niewielkie bocznice kolejowe, czasami stworzone doraźnie, dosłownie gdzieś w polu. Prawdopodobnie konstrukcję chciano wykorzystać także do celów militarnych. Pomysł może nie do końca był nowatorski, bo wcześniej podobne rozwiązanie testowali Brytyjczycy, ale niemieckie było pod względem wagi, zastosowanych udoskonaleń mechanicznych bardziej przemyślane. Warto w tym miejscu opisać nieco szerzej zasadę jego działania.

Wagony wciągało się na platformę nachyloną pod kątem około 30 stopni, przy czym klapy końcowe wagonów pozostawały zamknięte. Następnie górną platformę obracało się na bok i po otwarciu klapy końcowej wagonu ustawiało się ją pod kątem od 45 do 50 stopni. W ten sposób wagon kolejowy mógł być rozładowywany na bok toru na takiej wysokości, aby ładunek można było umieścić przy torze bez konieczności wykonywania podkopów, silosów zagłębionych w ziemi. Po rozładunku i doprowadzeniu platformy do nachylenia 30 stopni, obracało się ją o kolejne 90 stopni wokół pionowej osi obrotu tak, aby pusty wagon mógł odjechać tyłem od wywrotnicy. Sama maszyna mogła podjechać pod następny wagon. Tym samym podnosiła poszczególne załadowane wagony z przodu i pozwalała, by jechały puste za maszyną. Co istotne, do jej obsługi potrzebny jest tylko jeden mechanik i jeden pomocnik, a wydajność godzinowa wynosiła od 8 do 15 wagonów dwudziestotonowych o rozstawie pomiędzy osiami od 4 do 5 metrów. Trzeba powiedzieć, że w tamtym czasie, choć i dzisiaj, konstrukcja urządzenia robi wrażenie.
złożeniu ramp wywrotnicę można było doczepić do pociągu i wedle uznania transportować z miejsca na miejsce. Energia elektryczna do silników obsługujących wyciągarki w wywrotnicy była dostarczana linią elektryczną lub generowana w samej maszynie przez zespół silników benzynowych i maszyn na generator prądu. Za pomocą wywrotnicy ładunek można było nawet przerzucić przez ścianę o wysokości od 1 do 8 metrów, co było wymagane na przykład w przypadku ładowania węgla w lokomotywach . Maszyna nie była tania w zakupie, ale jej efektywność i koszty rozładunku były blisko 20-krotnie niższe niż przy rozładunku ręcznym.

Największy jednak rozkwit konstrukcji różnego rodzaju wywrotnic wagonowych nastąpił po I wojnie światowej, szczególnie w przypadku morskich portów handlowych, potrzebujących szybkich przeładunków, choć w mniejszych wymiarach potrzebowały ich także duże zakłady przemysłowe.

Wywrotnice wkraczają do Polski

Pilną potrzebę wybudowania całych systemów transportowych, których jednym z elementów były różne wywrotnice wagonowe, wymusiła pośrednio budowa (1926-1933) magistrali węglowej (węglówki) – trasy kolejowej łączącej bezpośrednio zagłębie węglowe Górnego Śląska z Gdynią. Równie ważne co dźwigi, taśmociągi było ustalenie sztywnych norm dla budowy wagonów: ich wielkość, tonaż, otwieranie drzwi itd. Niemal równolegle z rozpoczęciem budowy linii kolejowej trwały narady specjalistów od transportu wskazujące producentom wagonów towarowych wytyczne i praktyczne wskazówki konstrukcyjne, technologiczne, mające spajać wszystko w jeden, sprawnie funkcjonujący mechanizm.


Prof. Inż. Ignacy Brach podczas jednego z odczytów w Towarzystwie Politechnicznym we Lwowie – O urządzeniach do przeładowania towarów w portach – wygłosił tezy, które stały się podstawą dla kierunku rozwoju polskich wagonów towarowych m.in. do przewozu węgla kamiennego, rudy żelaza. Wśród nich było ujednolicenie wagonów (20-tonowe, z otwieraną klapą czołową) i stworzenie z nich tzw. wahadeł kursujących na trasie Śląsk – porty.


Jednolity typ wagonu miał nie tylko zagwarantować szybki przeładunek w porcie, zmniejszyć koszty robocizny, straty wartości handlowej węgla przez znaczne wyeliminowanie rozdrobnienia podczas przeładunku, lecz także być tańszy w eksploatacji na szlaku kolejowym, bocznicach (głównie kopalnianych). Wreszcie pozwalał na zaprojektowanie specjalnie dla portu w Gdyni dźwigowej wywrotnicy dla wagonów z węglem. Nad projektem urządzenia współpracował m.in. inż. Adolf Zbydniowski z Górnośląskich Zjednoczonych Hut Królewskiej i Laury, który był także współtwórcą innych maszyn do przeładunku w porcie. W połowie 1930 roku zmontowano na nabrzeżu szwedzkim w Gdyni polsko-niemiecką wywrotnicę. Część elementów dostarczyła wspomniane wyżej Huty, a część prawdopodobnie J. Pohlig Aktiengesellschaft z Kolonii, która w późniejszym czasie dostarczała także inne urządzenia przeładunkowe dla portu w Gdyni.

Według zapewnień producentów wywrotnica mogła w ciągu godziny przeładować z wagonów na statek 400 ton węgla, ale praktycznie według danych z bilansu przeładunkowego portu Gdynia w 1937 roku osiągała wynik ok. 155-160 ton na godzinę . W okresie międzywojennym była w panoramie portu pewną dumą polskiego pełnomorskiego frachtu towarów sypkich, uwiecznianą na wielu pocztówkach turystycznych z pozdrowieniami znad morza.

Potrzeba szybciej i więcej

Z czasem jednak jej zdolności przeładunkowe coraz częściej zastępowały tzw. taśmowce, mogące w ciągu godziny przeładować do 600 ton węgla – znacznie tańsze w zakupie i eksploatacji, bezpieczniejsze dla dokerów w codziennej pracy. One także w kolejnych latach wyznaczyły kierunek rozwoju wywrotnic wagonów: adaptowanie amerykańskich rozwiązań obrotu wagonem o kąt 140 stopni i opróżnianie jego zawartości nie z czoła, lecz przez boczne klapy. Pozwoliły także na obsługę wyładunku wagonów o znacznie większym tonażu (30-40 ton) i wypchnięcie ze szlaków kolejowych małych 20-tonowych. Potrzebna była jednak kolejna mała „rewolucja” nie tylko w zaprojektowaniu nowych typów wagonów, lecz także w przebudowie szlaków kolejowych, bocznic itd. Do tej rewolucji pośrednio przyczyniła się także II wojna światowa, o czym w kolejnym odcinku – nie tylko o wywrotnicach wagonowych, lecz także o innych urządzeniach do szybkich masowych przeładunków towarów.