Windmotoren in Friesland - Windmotoren Friesland MR... · Windmotoren in Friesland Een studie naar de opkomst en ondergang van dit bemalingswerktuig in de provincie Augustus 2009

Windmotoren in Friesland Een studie naar de opkomst en ondergang van dit bemalingswerktuig

in de provincie

Augustus 2009

Mark Ravesloot

820808-681-070

STICHTING WINDMOTOREN FRIESLAND DOCUMENTATIE CENTRUM 2009 / 003

Woord vooraf.............................................................................................................................................. 4 Inleiding ..................................................................................................................................................... 6

Introductie van het onderwerp.............................................................................................................. 6 Doelstelling .............................................................................................................................................7 Aanpak ....................................................................................................................................................7 De inhoud van het verslag ..................................................................................................................... 8

Hoofdstuk 1 – Technische beschrijving van de windmotor ...................................................................... 9 1.1. .................................................................................................................................... 9 Definitie1.2. ................................................................................................................................ 9 Constructie

1.2.1. ................................................................................................... 11 De basis of de onderbouw1.2.2. .................................................................................. 11 De vijzel met lagering en tandwielen1.2.3. ........................................................................................................... 13 De centrifugaalpomp1.2.4. ........................................................................14 De toren met spits, het platform en ladder1.2.5. .............................................................16 Het turbine- of motorlichaam met de geleidebuis1.2.6. ...................................................................................................................... 17 De windvanen1.2.7. ........................................................................................................................18 Het windrad

1.3. .............................................................................................................19 Werking en bediening1.4. ......................................................................................................................... 22 Categorisering

Hoofdstuk 2 – De ontstaansgeschiedenis van de windmotor ................................................................. 24 2.1. .............................................................................................................................. 24 De aanloop2.2. .........................................................................................25 Daniël Halladay en John Burnham2.3. ...............................................................................................................27 De eerste windmotor2.4. ..........................................................................................27 The Halladay Wind Mill Company2.5. ................................................. 29 De ontwikkeling van de windmotor in de Verenigde Staten2.6. ................ 32 De ontwikkeling van de windmotorproducerende sector in de Verenigde Staten2.7. .................................................................................................. 34 De export van de windmotor

Hoofdstuk 3 – De eigenschappen van de in Nederland toegepaste windmotoren..................................37 3.1. .........................................................................................37 De eerste windmotor in Nederland3.2. ....................................................................................37 De windmotor als bemalingswerktuig3.3. ........................................... 38 De windmotor als tegenhanger van de traditionele windmolen3.4. ......................41 De windmotor in vergelijking met andere alternatieve vormen van bemaling3.5. ............................................................................................. 42 De capaciteit van de windmotor3.6. ..................................................................................... 46 De grootste windmotoren ter wereld3.7. ........................................................................................47 De kosten van windmotorbemaling3.8. ............................................................................................. 50 De reactie vanuit het molenveld

Hoofdstuk 4 – De opkomst van de windmotor in Friesland....................................................................52 4.1. .........................................52 De plaats van de windmotor in de Friese bemalingsgeschiedenis

4.1.1. .............................................................................................................52 De eerste bewoners4.1.2. ...................................................................................................................52 De eerste dijken4.1.3. ...................................................................................53 De natuurlijke afvoer van het water4.1.4. ...................................................................................................................54 Polderbemaling

1


4.1.5. ................................................................................................................55 De Friese boezem4.1.6. .......................................................................................................57 Nieuwe ontwikkelingen

4.2. ............... 58 Factoren die hebben bijgedragen aan het succes van de windmotor in Friesland4.2.1. .................................................................................. 58 De kleinschalige polderstructuur4.2.2. ..............................................................................................59 Het conservatieve denken4.2.3. ..........................................59 De ligging van de polders ten opzichte van het boezempeil4.2.4. ................................................................................61 De opkomst van de waterschappen

4.3. ........................................................................61 De opkomst van de windmotor in de praktijk4.4. ............................................... 62 De vervanging van houten poldermolens door windmotoren

Hoofdstuk 5 – De windmotorbemaling van een groot waterschap......................................................... 63 5.1. ............................................................................ 63 Waterschap De Oosterwierumer Oudvaart5.2. .......................................................................................................................... 63 De oprichting5.3. .................................................................................... 64 De aankoop van de vijf windmotoren5.4. ......................................................................................67 De levering van de vijf windmotoren5.5. ......................................................................................... 70 De bouw van de vijf windmotoren5.6. .......................................................... 71 De verkoop van de 56 houten en 2 stalen voorgangers5.7. ..................................................................................73 Enkele werkzaamheden aan de molens5.8. .................................................................................................................74 Te weinig capaciteit5.9. .............................................................................76 Het vroege einde van de Makkumermolen5.10. ..........................................................................................................77 De andere windmotoren

Hoofdstuk 6 – Het windmotorenbestand van Friesland in vogelvlucht................................................. 80 6.1. .................................... 80 Het aantal aanwezige windmotoren rond de Tweede Wereldoorlog6.2. ...................................................................................81 Het windmotorbestand nader bekeken6.3. ............................................................................................................. 83 Ruimtelijke spreiding

6.3.1. ........................................................................................ 83 Het Noordelijk Zeekleigebied6.3.2. ......................................................................................................... 84 De Friese Wouden6.3.3. ............................................................................................................... 85 It Lege Midden6.3.4. .......................................................................................................... 86 De Stellingwerven6.3.5. ......................... 86 Een tweetal assen met daarlangs een reeks van grote waterschappen6.3.6. ................................................................................................................. 88 De Greidhoek6.3.7. ........................................................................................................... 88 De Zuidwesthoek

Hoofdstuk 7 – De teloorgang van de windmotor in Friesland................................................................ 90 7.1. ................................................................................................................. 90 Een korte terugblik7.2. ................................................................................................. 90 De periode van 1945 tot 19657.3. ............................ 92 De omvorming tot 11 grote boezemwaterschappen en de ruilverkaveling7.4. ..................................................................................................... 93 Een voorzichtige kentering7.5. ............................................................................................................................ 94 De jaren ‘907.6. .............................................................................................................95 Een nieuwe toekomst?

Hoofdstuk 8 – Producenten en leveranciers werkzaam in Friesland ......................................................97 8.1. ..................................................................................................97 De Nederlandse producenten

8.1.1. .........................................................................................................................97 Bakker IJlst

2


8.1.2. ............................................................................................................. 99 Jozef J. Mous Balk8.1.3. ................................................................................................................. 100 Slager Wolvega8.1.4. ......................................................................................................... 100 Van der Laan Garijp8.1.5. ............................................................................................. 101 Adema Loonbedrijf Wirdum

8.2. ..........................................................................................................102 De Duitse producenten8.2.1. ............................................................102 De Vereinigte Windturbine Werke A.G. Dresden8.2.2. ......................................................................103 Edmund Kletzsch Windturbinebau Coswig

Hoofdstuk 9 – Het Bosmanmolentje en aanverwanten .........................................................................105 9.1. .........................................................................................................105 Kleine stalen molentjes

9.1.1. ........................................................................................................105 Het Bosmanmolentje9.1.2. ..........................................................................................................107 Het Bakkermolentje

9.2. .................................................................................................... 108 Toepassing en voorkomenConclusie ................................................................................................................................................. 110 Referenties............................................................................................................................................... 112

Boeken................................................................................................................................................. 112 Artikelen.............................................................................................................................................. 112 Archief ................................................................................................................................................. 114 Websites .............................................................................................................................................. 115 Overige ................................................................................................................................................ 115

Begrippenlijst .......................................................................................................................................... 116 Bijlagen....................................................................................................................................................120

3


WOORD VOORAF

De afgelopen maanden heeft het slotstuk van mijn studie Landschap, Planning en Ontwerp aan de

Wageningen Universiteit vorm gekregen. Op deze enkele pagina na is de onderliggende scriptie

afgerond. Dat betekent ook dat dit de laatste regels zullen zijn die ik als student op papier zet. Daarmee

is een periode ten einde gekomen waaraan ik met veel plezier zal terug denken. Deze fantastische tijd

is vooral mogelijk gemaakt door heel veel lieve medestudenten, die ik inmiddels als vriend of vriendin

beschouw. Met hen heb ik geroeid op Argo, hardgelopen bij Tartlétos of samengewoond op

Molenstraat 14. Met hen ben ik op wintersport geweest, heb ik gefeest, in commissies gezeten of

simpelweg de tijd verdreven in wat voor vorm dan ook. Het zijn al met al erg leuke en ook leerzame

jaren geweest, waarin ik van velen iets heb opgestoken of met een aantal van hen dezelfde doelen heb

nagestreefd. Zoals het winnen van de Batavierenrace, het werven van zoveel mogelijk leden voor Argo

of het organiseren van een atletiekwedstrijd. Zoals het leiding geven aan een

studentenatletiekvereniging, het roeien van de perfecte 2 kilometer of het runnen van een hattrickteam.

Ik wil iedereen die op één of andere wijze betrokken is geweest bij de bovengenoemde zaken, of op een

andere manier een bijdrage heeft geleverd aan mijn studententijd, hiervoor hartelijk dank zeggen. Ik

hoop dat ik velen van jullie nog lang mag kennen.

Daarnaast heb ik ook nog gestudeerd, zodat ik voldoende bagage heb meegekregen om me de

komende tientallen jaren nuttig te maken als werkende in onze maatschappij. Een aantal mensen wil

ik speciaal bedanken, omdat ze betrokken zijn geweest bij de tot stand koming van dit verslag.

Allereerst mijn begeleider van de Wageningen Universiteit, professor J.A.J. Vervloet. Altijd kon ik bij

hem terecht, zelfs in de vakanties. Dan was ik welkom bij hem thuis. Dat heb ik zeer bijzonder

gevonden, daarnaast heb ik altijd genoten van zijn enthousiasme. Jelle is iemand die echt voor zijn vak

leeft. Graag wil ik ook Gijs van Reeuwwijk en Jan Hofstra bedanken, aan wie ik al mijn technische

vragen heb kunnen stellen en degenen die mij in een aantal gevallen op het juiste spoor hebben gezet.

Dat geldt ook voor Albert Brouwers, de voorzitter van de Stichting Windmotoren in Friesland. Met

hem heb ik enkele bezoekjes aan windmotorproducenten heb mogen brengen en hoop ik in de

toekomst nog veel samen te werken. Voorts de molenbouwers van Bertus Dijkstra uit Sloten en die van

Adema’s loonbedrijf uit Wirdum, van wie ik de nodige informatie uit de praktijk heb mogen ontvangen

en ten slotte de mensen van Stichting Molen Documentatie, die mij hebben geholpen met het zoeken

van bronnen in het archief van Vereniging De Hollandsche Molen. Daarmee heb ik hopelijk iedereen

bedankt die inhoudelijk een duit in het zakje heeft gedaan.

Verder wil ik nog een aantal mensen noemen die mij in het dagelijkse leven hebben

ondersteund. Zoals in eerste plaats de collega’s van Vereniging De Hollandsche Molen, alwaar ik mijn

stage heb gelopen en nadien werkzaam ben gebleven. Het is fijn om op de werkvloer mensen om je

heen te hebben die ook persoonlijk in je geïnteresseerd zijn en waarmee je goed kunt samenwerken.

Ook wil ik ze bedanken voor de goede organisatie rondom mijn colloquium dat is gehouden op het

kantoor van de vereniging. Een woord van dank dient ook uit te gaan naar Nabi Abudaldah, die de

opmaak voor een belangrijk gedeelte ter hand heeft genomen. Uiteraard waardeer ik mijn tweelingzus

Marieke en mijn lieve vriendin Annemarie enorm, omdat ik altijd op hun terug kan vallen. En niet

4


alleen tijdens het schrijven van dit verslag. Ten slotte gaat het laatste bedankje naar mijn moeder, voor

het geduld dat ze met me heeft gehad. Aan haar wil ik dit verslag opdragen.

Mark Ravesloot

18 augustus 2009

5


INLEIDING

INTRODUCTIE VAN HET ONDERWERP

“Nu kan hij de naamloze onder de molens,

weer malen het water op.

Begin deze eeuw geprezen als technisch vernuft.

Halverwege vervangen

door diesel- en electrogemalen.

Aan het eind, nog steeds naamloos,

staat hij daar nog

de stalen reus van weleer”1.

Het bovenstaande gedicht is gewijd aan een Amerikaanse windmotor, ook wel roosmolen of

schrikmolen genoemd. Dit type molen is oorspronkelijk ontwikkeld in Amerika en aan het begin van

de vorige eeuw geïntroduceerd in Friesland voor polderbemaling. Als opvolger van de traditionele

windmolens wordt de windmotor lange tijd verguisd door de molenliefhebbers, maar voor boeren

biedt het werktuig uitkomst. Vandaar dat de windmotor aan een sterke opmars begint in het

laaggelegen deel van Nederland. Honderden stalen molens worden opgericht, vooral in de Friese

polders, totdat rond 1960 de ruilverkaveling aanvangt. Op grote schaal wordt hierbij de bemaling

gecentraliseerd en geautomatiseerd, hetgeen vrijwel altijd het einde betekende van de windbemaling.

Het gevolg is dat de windmotoren nadien vaak worden gesloopt of aan hun lot worden overgelaten,

waardoor ze vroeg of laat net zo geruisloos verdwijnen als dat ze zijn gekomen.

Vandaag de dag resteren er nog een kleine honderd windmotoren in Nederland, waarvan het

gros in de provincie Friesland staat2. Met hun kenmerkende verschijning geven de stalen molens een

eigen gezicht aan het Friese landschap, daarnaast vormen ze een onmisbare schakel in de

polderbemalingsgeschiedenis van de provincie. Hoewel er lange tijd weinig aandacht is geweest voor

de windmotor, wordt het bovenstaande zo langzamerhand steeds meer onderkend. Zo heeft de

toenmalige Rijksdienst Monumentenzorg in 1997 in het kader van het Monumenten Selectie Project

een inventarisatie laten opstellen van de toen nog aanwezige windmotoren in Friesland3. Een vijftigtal

wordt voorgedragen als toekomstig Rijksmonument, waarvan er inmiddels zeker 20 stuks

daadwerkelijk op de lijst zijn geplaatst. Daarnaast werd onlangs de Stichting Windmotoren Friesland

opgericht welke zich ten doel stelt om “de instandhouding van de windmotor in Friesland te

verzekeren en te bevorderen 4 ”. Toch zijn er ook nog steeds molenliefhebbers die weinig oog en

waardering voor de windmotor hebben en stellen dat dit industriële serieproduct ervoor heeft gezorgd

1 Gedicht van J. Bergstra, naar aanleiding van het gereedkomen van de restauratie van windmotor

‘Greate Wierum’ onder Lutkewierum, Friesland. Zie De Utskoat nr. 94, 1999, blz 23.

2 Zie www.molens.nl, in het molenbestand komen 91 windmotoren voor.

3 Zie Reeuwwijk, G.J. van, Inventarisatie windmotoren voor MSP, in Molens nr. 54, 1999, blz. 14 en 15.

4 Zie www.windmotoren-friesland.nl

6


dat veel traditionele molens verloren zijn gegaan. Zij vinden dat de zorg voor de windmotor in ieder

geval geen taak is voor het molenveld5.

Daar waar honderden boeken en artikelen zijn geschreven over de traditionele winden

watermolens van Nederland, zijn de windmotoren er tot dusverre bekaaid afgekomen. Dit heeft

zondermeer te maken met de omstreden reputatie van de windmotor als vervanger van de traditionele

molen. Er is dan ook relatief weinig bekend over de ontwikkelingsgeschiedenis van dit

cultuurhistorische bouwwerk in Friesland. Vandaar dat de auteur van het onderliggende

scriptieverslag ervoor heeft gekozen om op dit onderwerp af te studeren in het kader van zijn studie

Landschap, Planning en Ontwerp aan de Wageningen Universiteit.

DOELSTELLING

Het beoogde doel is om in deze scriptie de rol van de windmotor in de Friese bemalingsgeschiedenis te

beschrijven. Aan de hand van een aantal deelvragen is hier gericht onderzoek naar gedaan. De

onderstaande vragen hebben aan de basis gestaan van de tot stand koming van dit verslag:

Wat wordt verstaan onder de (Amerikaanse) windmotor?

Door wie en wanneer is de windmotor uitgevonden?

Waarvoor zijn de windmotoren ingezet?

Door wie en wanneer is de windmotor in Friesland geïntroduceerd?

Wie hebben zich bezig gehouden met de productie van de windmotor?

Wie hebben de windmotoren aangeschaft en op welke plaatsten zijn ze gebouwd?

Welke ontwikkelingen hebben bijgedragen aan de opkomst van de windmotor in Friesland?

Hoe heeft de ruimtelijke spreiding van de windmotor er in Friesland uit gezien en in welke

aantallen kwamen deze voor?

Welke ontwikkelingen hebben bijgedragen aan de teloorgang van de windmotor in Friesland?

AANPAK

Er is op verschillende manieren informatie ingewonnen over het onderwerp. Een literatuurstudie heeft

in belangrijke mate richting gegeven het verslag. Deze heeft een goed overzicht gegeven van wat er

reeds bekend is over de Friese windmotoren en welke aspecten interessant zouden kunnen zijn voor

nader onderzoek. Zoals gezegd is er relatief weinig geschreven over het bouwwerk in de provincie.

Alleen J. Bergstra en W.D. Hengst hebben in eigen beheer een boek uitgebracht dat uitvoerig ingaat op

de constructieve eigenschappen van de molen. Daarnaast bevat hun werk een inventarisatie van alle

windmotoren die in 1995 in de provincie voorkomen. Verder zijn er vooral diverse artikelen en boeken

beschikbaar die enkel een heel klein stukje van de windmotorgeschiedenis behandelen, deze alleen in

hele grote lijnen beschrijven of hier slechts zijdelings mee te maken hebben. Gezamenlijk hebben ze

gelukkig wel een goed beeld gegeven van de totale Friese windmotorgeschiedenis, zodat dit verslag

5 Zie Gerven, E. van, Bescherming windmotoren geen taak voor De Hollandsche Molen?, in Molens nr.

78, 2005, blz. 4 en 5.

7


onder andere kan worden gezien als een bundeling van de informatie over het onderwerp die reeds op

papier was vastgelegd.

Een tweede belangrijke bron is het archief van waterschap de Oosterwierumer Oudvaart

geweest. Om een idee te krijgen van de tot stand koming en het functioneren van de

windmotorbemaling aldaar, als voorbeeld van een groot waterschap dat gebruik heeft gemaakt van

meerdere windmotoren, is ervoor gekozen om de schriftelijke stukken die hierover bewaard zijn

gebleven uit te zoeken en de meest interessante details een plaats te geven in dit verslag. Overigens is

archiefonderzoek een verplicht onderdeel van een afstudeerscriptie op het gebied van de Historische

Geografie.

Met het raadplegen van de tweede editie waterstaatskaarten is veel kennis opgedaan over de

aantallen windmotoren die in de provincie zijn gebouwd en de ruimtelijke spreiding van de molens.

Hiervan bestond slechts een vaag beeld dat in deze scriptie een stuk scherper wordt gesteld.

Veel kennis over de windmotor is ook aanwezig bij personen die hier in hun dagelijkse leven

mee te maken hebben. Bijvoorbeeld bij restaurateurs of adviseurs en beleidsmedewerkers op het

gebied van de monumentenzorg. Door diverse gesprekken met mensen ‘uit de praktijk’ is een hoop

informatie ingewonnen ten behoeve van dit verslag.

Ten slotte hebben de vele bezoekjes aan de windmotoren die nog her en der in het Friese

landschap voorkomen voor de nodige input gezorgd. In het veld is gelukkig nog veel te zien, laten we

hopen dat dit in de toekomst zo zal blijven.

DE INHOUD VAN HET VERSLAG

Deze afstudeerscriptie bestaat uit negen hoofdstukken waarin de ontwikkelingsgeschiedenis van de

windmotor in Friesland op chronologische volgorde uit de doeken wordt gedaan, waarbij af en toe een

zijpad wordt ingeslagen. In Hoofdstuk 1 blijkt wat er in dit verslag onder een windmotor wordt

verstaan. Daarnaast wordt uitvoerig ingegaan op de constructie van de stalen molen. Hoofdstuk 2

behandelt de ontstaansgeschiedenis van het werktuig in Amerika. Aan bod komt uiteraard de uitvinder,

alsmede een aantal wijzigingen aan de oorspronkelijke uitvoering. In hoofdstuk 3 wordt ingegaan op

de introductie van de windmotor in Friesland, daarnaast wordt het werktuig vergeleken met de

traditionele poldermolen. Hoofdstuk 4 beschrijft de opkomst van de windmotor en diens plaats in de

Friese bemalingsgeschiedenis. Hoofdstuk 5 geeft een beeld van de windmotorbemaling in het

waterschap De Oosterwierumer Oudvaart. Hoofdstuk 6 behandelt de ruimtelijke spreiding van de

molen in Friesland. Dit zal gebiedsgewijs geschieden. In hoofdstuk 7 worden de ontwikkelingen die

hebben bijgedragen aan de teloorgang van het werktuig uitgelicht en volgt een voorzichtige blik in de

toekomst. In hoofdstuk 8 komen de bedrijven die in Friesland windmotoren hebben gebouwd aan de

orde. Ten slotte gaat hoofdstuk 9 over het zogenaamde Bosmanmolentje en diens aanverwanten, die

rechtstreeks zijn afgeleid van de windmotoren.

8


9

HOOFDSTUK 1 – TECHNISCHE BESCHRIJVING VAN DE WINDMOTOR

1.1. DEFINITIE

Wat wordt verstaan onder het begrip windmotor? In het van Dale woordenboek staat de volgende

omschrijving6:

“windmolen waarbij de wieken vervangen zijn door een rad met schoepen”

Met windmolen wordt bedoeld:

“een door de wind voortbewogen molen”

Ten slotte wordt voor molen de onderstaande betekenis gegeven:

“inrichting of werktuig voor het malen van graan enz.: watermolen, windmolen; betonmolen,

koffiemolen”

Volgens het gerenommeerde woordenboek hebben we te maken met een werktuig dat voorzien is van

een windgedreven schoepenrad en waarmee bepaalde handelingen kunnen worden uitgevoerd. Deze

definitie laat aan duidelijkheid niets te wensen over, al kan deze nog wel wat preciezer worden gesteld.

In dit verslag wordt met windmotor aangeduid:

“een vanuit Amerika ingevoerde geheel metalen molen met een windgedreven schoepenrad, die in

Nederland geschikt is gemaakt voor polderbemaling en als zodanig veelvuldig is toegepast”

1.2. CONSTRUCTIE

De hoofdvorm van de windmotor bestaat uit een ijzeren geraamte of toren met aan de top een

tandwieloverbrenging van een door de wind aangedreven horizontale as op een verticale as, die op zijn

beurt rechtstreeks of via een twee tandwieloverbrenging een werktuig aandrijft. Dit is heel vaak een

vijzel of centrifugaalpomp, omdat windmotoren in Nederland vrijwel uitsluitend voor polderbemaling

zijn ingezet7. Aan de horizontale as is een schoepen- of windrad bevestigd dat bestaat uit een aantal

gebogen windbladen die samengehouden worden door een constructie van ijzeren staven. Zodra de

wind druk uitoefent op het holle profiel van de windbladen, gaat het windrad (en daarmee de

6 Zie het Van Dale, Groot Woordenboek van de Nederlandse taal, de veertiende, herziene uitgave,

door drs. Ton van den Boon en prof. Dr. Dirk Geeraerts, 2008, Van Dale Lexicografie, Utrecht-

Antwerpen.

7 Een uitzondering op de regel vormt de nog bestaande windmotor ten noorden van de A7 ter hoogte

van Marum. Deze was in gebruik voor elektriciteitsopwekking.


horizontale as) draaien en wordt het werktuig onderin de windmotor via de overbrenging in beweging

gebracht.

De windmotor bestaat uit de volgende hoofddelen:

-de basis of de onderbouw

-een vijzel met lagering en tandwielen of een centrifugaalpomp

-de toren met spits, platform en ladder

-het turbine- of motorlichaam met de geleidebuis

-de windva(a)n(en)

-het windrad

Afbeelding 1: Een doorsnedetekening van een Record windmotor die in dit geval is uitgerust van

een vijzel, maar in de praktijk vaker werd voorzien van een centrifugaalpomp.

10


1.2.1. De basis of de onderbouw

De fundering van een windmotor is vrijwel altijd van beton en wordt zo zwaar uitgevoerd dat de molen

niet kan omwaaien. Daartoe dient de voet naar alle zijden ongeveer 1 meter buiten het grondvlak van

de toren uit te steken en bovendien een dikte te hebben van minstens 2 meter8. De fundering bestaat

uit 4 pijlers die worden opgetrokken tot ongeveer 20 cm boven de kruin van de aansluitende

boezemkade. Ze rusten, indien nodig, op de koppen van een aantal heipalen en zijn ieder voorzien van

een uitsparing voor één van de vier hoekstijlen van de toren. Nadat die eenmaal zijn geplaatst, worden

de sparingen volgegoten met beton.

Op het moment dat een vijzel het aangedreven werktuig is, zijn de pijlers verbonden met de

half cirkelvormige vijzelopleider aan de polderkant, de uitschotbak aan de boezemkant en de

waterloopsmurfen die haaks zijn gelegen op de boezemkade. Tussen deze muren in ligt een vloer die

het stortebed wordt genoemd. Gezamenlijk vormen ze de betonnen voet van de molen, die tijdens de

bouw van de windmotor in zijn geheel ter plaatse wordt gegoten9.

Kleinere windmotoren zijn vaak uitgerust met een centrifugaalpomp als opmaalwerktuig. In

dat geval is er sprake van een vierkante betonnen bak met een vrij laag gelegen opening in de zijde aan

de polderkant en een kleinere en wat hoger gelegen opening in de tegenoverliggende zijde (de

boezemkant). Hierop wordt aan de binnenzijde van de bak de afvoerpijp van de pomp aangesloten

terwijl voor de opening aan de polderzijde aan de buitenzijde van de bak een krooshek wordt geplaatst.

De hoeken van de bak zijn verzwaard en vormen de pijlers waar de hoekstijlen van de toren in worden

gegoten of op worden gemonteerd.

Grotere typen windmotoren, de steevast zijn voorzien van een vijzel, beschikken vaak over een

onderhuis. Dit is een vierkant gebouw opgetrokken uit beton of metselwerk met een eigen fundering

op heipalen of, bij gebruik van metselwerk, op een houten vloer op penanten. Het onderhuis biedt de

molenaar/machinist bescherming tegen onaangename weersverschijnselen, maakt de molen

afsluitbaar zodat niet iedereen de molen zomaar in of buiten werking kan stellen en kan een (meestal

later toegevoegde) gemotoriseerde hulpaandrijving huisvesten. Wanneer het onderhuis geheel uit

beton is opgetrokken, dan zijn de hoekijzers van de toren soms in het beton aan de bovenzijde van het

onderhuis verankerd. Maar meestal is het onderhuis rondom de toren opgetrokken en rusten de

hoekstijlen op de eerder geschetste betonnen fundering. In dat geval staat de onderzijde van de

torenconstructie dus in het gebouw en niet erop.

1.2.2. De vijzel met lagering en tandwielen

De vijzel of schroef is het werktuig dat het water opmaalt. Deze bestaat uit een stalen buis met daarop

radiaal twee of drie gangen spiraalvormige stalen schroefbladen en aan de kopse kanten een boven- en

8 Zie voor een exacte berekening van de afmetingen van het fundament voor een windmotor onder

Windmotoren en Windmolens, in Waterschapsbelangen, 1916, blz 54 t/m 58.

9 Bij de eerste windmotoren was de vijzelkom van (plaat)ijzer. Dit was geklonken op een steunraam,

waar ook de waterpeluw, de halsbalk, het spilkalf en het eindlager op waren bevestigd. Samen met het

onderstuk van de toren werd dit geheel afgesteld en daarna in het beton gegoten. Zie Hofstra, J., De

Amerikaanse windmotor, 2002, blz. 1.

11


onderas. Aan de bovenzijde wordt de vijzel ondersteund door een stalen raam dat is samengesteld uit

profielstaal. Deze volgt de helling van de vijzelas en is in het onderste gedeelte van de toren geplaatst.

Op het raam zijn twee liggers bevestigd, waarvan de onderste de taatspot draagt waarin het ondereind

van de verticale spil draait. De bovenste ligger draagt een lager waarin het verlengde deel van de

vijzelbovenas draait. Door een doelmatige koppeling is deze korte hellende as met de eigenlijke vijzelas

verbonden op een dusdanige wijze dat de bovenas daarin in zijn langsrichting vrij verschuifbaar is. Dit

met het oog op de slijtage van de vijzeltaats aan de onderzijde van de vijzelas en een eventuele

uitzetting van de vijzel.

Op de verlengde bovenas is een groot conisch tandwiel bevestigd, waarop het veel kleinere

conische rondsel aan het ondereind van de verticale as ingrijpt. Hier zit dan ook een vertraging op de

overbrenging, terwijl bovenin de molen sprake is van een omgekeerde situatie. De vijzel draait met een

zo klein mogelijke speelruimte in de opleider, welke bestaat uit een halve cilinder met daarop twee

staande wanden. Deze mondt uit op het stortebed, een betonnen vloer waarover het water wordt

uitgestort. Het stortebed is ‘gescheiden’ van de uitschotbak of voorwaterloop door middel van een

wachtklep die aan de bovenzijde om een horizontale as draait. Door de uitschotbak of de vloer van de

voorwaterloop circa 15 cm lager te leggen dan het stortebed, wordt een aanslag verkregen. De

onderzijde van de wachtklep komt tegen deze aanlag te rusten, waardoor de klep zich alleen in de

richting van de boezem kan openen. Dit gebeurt door de druk van het door de vijzel opgemalen water.

Zodra de druk wegvalt, zal de klep automatisch sluiten door het eigen gewicht en de druk van het

boezemwater aan de voorzijde. Het gevolg is dat het uitgemalen water niet terug de polder in kan

stromen.

De vijzelas wordt meestal onder een hellingshoek van 22˚ geplaatst en zodanig gesteld dat het

ondereinde van deze as 10 à 12 cm beneden de laagste polderwaterstand komt10. Het stortpunt aan de

bovenzijde ligt dan op 15 à 20 cm onder het hoogste peil van het boezemwater. De vijzelbovenas is

radiaal gelagerd op de reeds genoemde twee punten, waarbij het bovenste lager het eigenlijke lager is

en de onderste slechts de verbinding vormt met het verlengde deel van de bovenas. Beide lagers dienen

alleen ter asgeleiding, terwijl het lagering van de vijzelonderas tevens de druk in axiale richting dient

op te vangen. Vandaar dat dit lagerpunt voorzien is van een van een bronzen taatspot11. Dit lager

bevindt zich onder water en zit opgesloten in een horizontaal liggende I-profielbalk. Voor deze stalen

potbalk, aan het begin van de achterwaterloop, is een krooshek geplaatst dat in het water drijvend

materiaal tegenhoudt. Hiermee wordt voorkomen dat de vijzel geblokkeerd raakt en de molen schade

oploopt.

10 Zie Bergstra, J., Lesmateriaal Amerikaanse Windmotoren, 1997, blz. 7.

11 Een taatspot is een axiaal lager en dient de kracht in de lengterichting van een as op te vangen. Een

dergelijk lager bevindt zich dus altijd aan de kopse kant van een as. Een radiaal lager daarentegen

dient de krachten, die vanuit het hart van de as naar buiten toe gericht zijn, op te vangen en

ondersteunt daarom altijd de lange zijde van een as.

12


Afbeelding 2: De achterwaterloop met krooshek

van de Herkules Metallicus windmotor in

Molkwerum.

Afbeelding 3: Het grote conische vijzelwiel van

de Mantgumermolen in het Mantgumer

Nieuwland.

1.2.3. De centrifugaalpomp

De basis van een centrifugaalpomp wordt gevormd door een stalen kast waarin een cilindervormige

uitsparing met een afvoer is aangebracht. Deze uitsparing doet nog het meeste denken aan een

slakkenhuis en vormt de horizontaal liggende pompkast van de centrifugaalpomp. In het centrum van

de cilindervorm is een lagerblok aangebracht waarin de verticale spil van de windmotor draait. Om

deze spil is de waaier aangebracht die eveneens in de cilindervorm van de kast draait. De complete

pompkast bevindt zich onder water. Via een opening aan de bovenzijde, waar tevens de verticale as

doorheen loopt, wordt het water naar de waaier geleid. Door de cilindervorm van de pompkast, de

verkregen stroomsnelheid en de druk van het water van bovenaf, wordt het water door het

afvoerkanaal aan de zijkant van de pompkast geperst en is het in staat om te stijgen. Het afvoerkanaal

loopt omhoog en de stroomsnelheid is groot genoeg om de zwaartekracht te overwinnen. Het

afvoerkanaal mondt uit op de boezemsloot, waar het water op wordt uitgeslagen.

Het betonnen blok waarin de waaierkast is uitgespaard bevindt zich op de bodem van een

betonnen vierkante bak die tevens de fundering van de windmotor vormt. De vier hoeken zijn vaak

verzwaard en vormen de penanten waarin of waarop de hoekstijlen van de toren rusten. Aan de kant

van de polder is de bak voorzien van een opening waarvoor het krooshek wordt geplaatst. Via dit gat

wordt de bak constant van polderwater voorzien.

13


Afbeelding 5: Een doorsnedetekening van een centrifugaalpomp. Afbeelding 6: Een foto van

een centrifugaalpomp welke

is bestemd voor een

windmotor die medio 2009

wordt opgebouwd naast de

ijsbaan in Wirdum.

1.2.4. De toren met spits, het platform en ladder

De toren van de windmotor is piramidevormig en bestaat uit vier hoekstijlen van gelijkbenig hoekstaal,

gekoppeld door diverse horizontale hoekstalen of regels en schoren van rondstaal. Op die manier

ontstaat een sterke constructie die alle stormen kan weerstaan en doorbuiging van de toren voorkomt.

Dit laatste is ongewenst omdat de verticale as in de toren gelagerd is en klemming van diezelfde as

krachtverlies betekent.

Aan de bovenzijde van de toren worden de vier hoekstijlen gekoppeld door een gietstalen

topstuk of spitskap. De bovenzijde van deze spitskap is schaalvormig uitgedraaid en daarin ligt een

ring met stalen kogels, waarop het turbine- of motorlichaam kan draaien. Halverwege de toren, circa

30 cm onder het windrad, is ten behoeve van smering en onderhoud een platform aangebracht. Dit

houten bordes, dat soms voorzien is van een leuning, is bereikbaar door middel van een luik en een

stalen ladder. Vanaf het platform tot aan de spitskap is de toren aan alle zijden voorzien van

horizontale hoekstalen of regels, die dienst doen als laddersport. Hierdoor kan men, ongeacht de stand

van het windrad, boven op de windmotor klimmen. Onder het platvorm worden de hoekstijlen of

regels in alle vier zijvlakken van toren eveneens met elkaar verbonden door horizontale hoekstalen,

alleen liggen ze hier verder uitelkaar dan boven het platvorm. Tussen de twee regels van elk vlak wordt

dan ook een kruis van twee ronde stangen aangebracht. Het onderste vlak wordt bovendien nog verder

verstijfd door in elk zijvlak schoren aan te brengen tussen de ondereinden van de hoekstijlen en de

eerste regels. Ten slotte worden over de regels van twee tegenover elkaar staande zijvlakken

dichtbijeen twee hoekstalen gelegd. Tussen elk paar hoekstalen wordt een gietijzeren glijlagerblok

bevestigd, ter geleiding van de verticale as. Vanuit het midden van het paar hoekstalen worden

vervolgens vier horizontale schoren gelegd naar de hoekstijlen.

14


Om optimaal gebruik te kunnen maken van de wind, wordt de toren van een windmotor

meestal zodanig hoog opgetrokken dat de onderzijde van het windrad zo’n 2 m boven de hoogste in de

buurt staande gebouwen en beplantingen uitsteekt. Bij weinig windbelemmering wordt de hoogte van

de toren vaak gelijk genomen aan de diameter van het windrad12.

Vroeger werd de gehele torenconstructie met teer ingesmeerd. Omdat dit product

tegenwoordig niet meer gebruikt mag worden in verband met het milieuonvriendelijke karakter, wordt

het ijzer van de toren vaak gestraald en vervolgens verzinkt in een zinkbad. Het stralen is nodig om de

roest te verwijderen. Laat men dit achterwege dan zal het zink zich niet hechten aan het ijzerwerk.

Molens die op een dergelijke wijze zijn behandeld, hebben een aanzienlijk langere levensduur.

De toren van windmotor wijkt geheel af van de romp van een traditionele molen. Deze laatste is geheel

dicht en biedt de wind daardoor een groter drukvlak. Om die reden dienen molenrompen veel

zwaarder gebouwd te worden dan de torens van windmotoren. Naast een flinke materialenbesparing

levert een open constructie nog een tweede voordeel op. De wind botst bij traditionele molens namelijk

tegen de molenromp op, waardoor er een tegendruk op de achterzijde van de wiek optreedt. Dit leidt

tot een belangrijk verlies aan arbeidsvermogen. Bij windmotoren doet dit probleem zich niet voor.

Afbeelding 6: De torenconstructie beneden het

platform met tussen de regels in de veldkruisen.

Afbeelding 7: De torenconstructie boven het

platvorm met de vele regels op korte afstand

van elkaar die dienst doen als laddersport.

Beide foto’s zijn van de Record windmotor in

Hartwerd.

12 Zie Hofstra, J., De Amerikaanse windmotor, 2002, blz. 2.

15


1.2.5. Het turbine- of motorlichaam met de geleidebuis

Onder het turbine- of motorlichaam wordt het onderdeel verstaan dat op de torenspits is geplaatst en

waar de door de wind in beweging gebrachte delen van de windmotor samenkomen. Dit massieve

gedeelte heeft aan de onderzijde een komvormig uitgedraaide voet, waarmee het via de stalen kogels

op de spitskap rust. Door het motorlichaam heen gaat de verticale as. Omdat de werkende krachten,

zowel de direct nuttig aangewende beweegkracht als de zelfregulering, zich op het motorlichaam

concentreren, is dit onderdeel vervaardigd uit gietstaal. Onderaan het motorlichaam is de geleidebuis

bevestigd, welke de verticale stand van het motorlichaam moet verzekeren en waar de verticale as

eveneens doorheen loopt. De geleidebuis gaat dwars door de torenspits heen en rust aan de onderzijde

in een ring of buishouder. Deze houder is aan de vier hoekstijlen van de toren de toren bevestigd en de

buis kan hierin vrij draaien, dus het motorlichaam is zowel op de spitskap als in de toren gelagerd en

draaibaar naar alle (wind)richtingen.

Bij de Herkules- en de Energiewindmotor is vast aan het motorlichaam een doorn bevestigd,

waar het windrad met een holle naaf omheen kan draaien. Deze naaf is meestal voorzien van twee

bronzen ringen die gesmeerd worden door een oliepot aan de voorzijde van de vaste (holle) doorn. Bij

de windmotoren van Bakker en Mous bevinden zich echter op het motorlichaam twee lagerblokken,

waar de as van het windrad in is gelagerd. Bij deze laatste molens draait het hart van het windrad dus

mee terwijl bij de eerst genoemde typen molens het windrad om een vast hart (de doorn) draait. Voor

de molenaar, die de oliepotten van tijd tot tijd moet vullen, is dit een belangrijk verschil. Bij de

Herkules en de Energiewindmotor moet hij namelijk door het windrad heen hangen om de oliepot op

de vaste doorn te vullen. Dit kan alleen maar nadat het windrad is vastgebonden.

Een vast of draaibaar hart leidt tot nog een tweede opmerkelijk verschil. Bij de in Nederland

geproduceerde windmotoren bevindt het grote asrad zich tussen de beide lagerblokken in en wordt het

tandrad op de verticale as noodzakelijkerwijze op dezelfde manier aangedreven als bij de traditionele

molens. Bij de windmotoren met vaste doorn is het echter mogelijk om de verticale as voorbij het hart

van het windrad te laten lopen en het tandwiel op deze as door de bovenzijde van het grote tandrad

aan te drijven. Het gevolg is dat de verticale as van de Herkules en de Energiewindmotor de andere

kant opdraait. Het logische gevolg is dat dit ook geldt voor de vijzel onderin de molen.

De doorn of de horizontale as van het windrad staat onder een hoek van circa 8˚ ten opzichte

van de horizon, de verticale as loodrecht. Om de optimale krachtoverdracht te verkrijgen bij de

overbrenging, zijn beide tandwielen conisch uitgevoerd. Bij de Herkules- en de Energiewindmotor is

boven het tandwiel van de verticale as nog een extra lagerpunt aangebracht. Deze lagering waarborgt

de stabiliteit ter hoogte van het kleine tandwiel.

Aan de rechter zijde van het turbinelichaam zijn twee zijwaarts uitstekende stangen

horizontaal en recht boven elkaar aangebracht. Deze twee stangen zijn naar achteren toe gekruld en

hieraan worden de twee zware trekveren van de (hoofd)windvaan bevestigd. Op het moment dat er

sprake is van twee windvanen, is de kleinere zijvaan in vaste stand bevestigd aan de tegenovergestelde

(linker) zijde van het motorlichaam.

16


Afbeelding 8: Het turbinelichaam met naaf en

straalarmen of wieksteunen van de

Mantgumermolen.

Afbeelding 9: Een sierlijke krul aan het

uiteinde van één van de twee stangen waaraan

de trekveren worden bevestigd.

1.2.6. De windvanen

De vaan van een windmotor bestaat uit een geconstrueerde stalen arm met aan het uiteinde de

eigenlijke, uit plaatstaal samengestelde vaan. De hoofdvaan draait om een verticale scharnierpen die

ingeklemd zit tussen twee scharniernokken die achter uit het motorlichaam steken. Aan de achterzijde

van de arm van deze vaan zijn de twee spiraalveren bevestigd die via een kort ketting aan de andere

zijde zijn verbonden met de twee veerstangen van het motorlichaam. Een eventuele zijvaan is direct

vastgemaakt aan het motorlichaam en is door middel van een drietal schokveren direct verbonden met

de hoofdvaan.

Op de hoofdvaan is vaak de naam van de fabrikant geschilderd, maar soms ook de naam van

de polder of windmotor zelf.

Afbeelding 10: De twee vanen van een Herkules

Metallicus. Ze zijn van de windmotor bij de Veen-

hoop die op het moment van de opname in vol

bedrijf was.

Afbeelding 11: De enkele vaan van de Record

windmotor bij Hartwerd.

17


1.2.7. Het windrad

Het windrad van de windmotor moet aan een aantal belangrijke voorwaarden voldoen. Ten eerste

dient het drukvlak dat wordt aangeboden aan de wind zo groot mogelijk zijn. Daarbij moet de wind

door het rad een vrije doorstroming houden zodat er zo weinig mogelijk opstopping plaats heeft in het

centrum en aan de omtrek. Ten tweede dient het rad zodanig geconstrueerd zijn dat het bestand is

tegen de krachten onder de meest ongunstige omstandigheden. Een derde voorwaarde is dat het

geheel niet te zwaar mag worden. Voorts moeten de bladen elk voor zich vast (niet draaibaar) zijn om

lichtheid en grote sterkte te kunnen verenigen en slijtage in de bladverbindingen uit te sluiten.

Bij de Herkules- en Energiewindmotor vormt een gietijzeren naaf de basis van het windrad.

Deze holle naaf is inwendig voorzien metalen bussen en oliekamers, draait om de doorn van het

motorlichaam en heeft een de voor- en achterzijde een flens met straalsgewijs aangegoten ribben.

Tussen de ribben worden driehoekige straalarmen of wieksteunen aangebracht die bestaan uit een

vakwerk van hoekstalen. Onderling worden de straalarmen verbonden door een twee- of drietal

hoekstalen ringen, afhankelijk van de grootte (diameter) van het windrad. Aan deze ringen, die uit

segmenten zijn samengesteld, worden de gegalvaniseerde windbladen vastgemaakt. De bladen zijn hol

gebogen en worden bij elke ring in model gehouden door een hoekijzer. Net als het hekwerk van de

traditionele windmolen zijn de bladen getordeerd. Door steeds twee straalarmen met een afzonderlijk

segment van de ring, welke plaats biedt aan twee of drie windbladen, te verbinden, krijgt het windrad

zijn ronde vorm.

De naaf van het windrad van een Herkules- of Energiewindmotor smeert zichzelf doordat aan

de voorzijde van de (vaste) doorn een oliepot is bevestigd. Aan de achterzijde van de achterste flens

van de naaf is voorts het stalen conische tandrad bevestigd dat aan de bovenzijde ingrijpt op het stalen

conische wiel van de verticale as.

Bij de windmotoren van Nederlandse makelij vormt een horizontale as de basis van het

windrad. Deze as is gelagerd in de twee achter elkaar liggende lagerblokken van het motorlichaam.

Tussen de twee lagerblokken in ligt het conische tandrad dat in dit geval aan de onderzijde ingrijpt op

het tandwiel aan de bovenzijde van de verticale as. Voor het voorste lagerblok zijn twee flenzen

gemonteerd, waaraan de straalarmen van het windrad met bouten zijn vastgemaakt. Vervolgens wordt

het rad op de reeds geschetste wijze gecompleteerd.

Het aantal ringen, straalarmen en windbladen waaruit het windrad is opgebouwd, is

afhankelijk van de grootte (diameter) van het windrad. Deze verschilt sterk per molen en zegt iets over

diens capaciteit. Hoe groter het rad, hoe groter het prestatievermogen.

18


Afbeelding 12: Close up van het zo kenmerkende windrad van een windmotor. De spandraden in het

hart van het rad vormen tezamen een vijfhoekige ster.

1.3. WERKING EN BEDIENING

Het grote voordeel van de windmotor boven de traditionele windmolen is dat de eerste zichzelf

automatisch op de wind houdt en uit de wind kruit op het moment dat het windaanbod te groot wordt.

Daartoe is de windmotor uitgerust met één of twee windvanen. Bij een traditionele windmolen dient

de molenaar de bovenstaande handelingen handmatig uit te voeren, hetgeen tijd en continu toezicht

vraagt.

De windmotoren die voorzien zijn van een centrifugaalpomp of schroefpomp, kunnen volstaan

met één windvaan. Deze is draaibaar aan het motorlichaam bevestigd en in principe altijd evenwijdig

aan de wind gericht. Een tweetal spiraalveren houdt het windrad loodrecht op de windvaan en dus ook

op de wind. Door het opwinden van een ketting kan het windrad evenwijdig aan de staart worden

getrokken. Hierdoor draait het windrad uit de wind. Laat men de ketting echter vieren dan zullen de

op spanning staande spiraalveren de windvaan weer loodrecht op het windrad trekken, waardoor het

rad weer loodrecht op de windrichting komt te staan, wind vangt en begint te draaien.

Doordat de tanden van het grote tandwiel zich afzetten tegen de tanden van het tandrad op de verticale

as, wordt er op het motorlichaam een excentrische kracht uitgeoefend die het windrad uit de wind doet

kruien. Door de trekveren wordt dit echter tegengegaan. Wanneer de snelheid van het windrad groter

wordt, dan neemt de tanddruk toe. Bij een bepaalde tanddruk hebben de trekveren niet meer

19


voldoende kracht om de windvaan loodrecht op het windrad te houden, zodat deze meer uit de wind

gaat staan. Op die manier wordt de snelheid van de windmotor in de hand gehouden.

Het bovenstaande principe kan niet worden toegepast op een windmotor die is uitgerust met

een vijzel. De tanddruk blijft hier vrijwel gelijk bij toenemend toerental. Laat men een vijzel namelijk

tweemaal zo hard draaien dan geeft deze ook twee keer zoveel water. De hoeveelheid water in de vijzel,

welke verantwoordelijk is voor de tanddruk, blijft immers nagenoeg gelijk. Daarentegen is bij een

pomp het debiet niet recht evenredig met het toerental. Wanneer een pomp tweemaal zo hard gaat

draaien dan kan er wel viermaal zoveel water uit komen en wordt de tanddruk ook viermaal zo groot13.

Om een windmotor met vijzel toch zelfregulerend te maken, is deze uitgerust met een tweede kleinere

zijvaan die vast op het motorlichaam zit geschroefd, evenwijdig aan het windrad. Wanneer in de

normale werkstand het windrad en de zijvaan loodrecht op de wind staan door toedoen van de

(draaibare) hoofdvaan, oefent de wind druk uit op de zijvaan. Die zal trachten het windrad aan die

zijde uit de wind te stellen. Tegengesteld aan de winddruk op de zijvaan werken echter de spiraalveren

van de hoofdvaan en die zullen beletten dat het windrad uit de wind wordt gedraaid. Totdat de

winddruk op de zijvaan de spanning van deze veren overwint. Dit gebeurt bij een windsnelheid van

circa 9 m/s, hetgeen overeenkomt met windkracht 5. Bij grotere windsnelheden zal het windrad

gedeeltelijk uit de wind draaien, waardoor rad ongeveer hetzelfde (maximale) aantal omwentelingen

blijft maken.

Een schokveer tussen de zijvaan en de hoofdvaan dient voor het opnemen van de schokken

waaraan de windmotor bij de regeling onder windstoten wordt blootgesteld. Bij harde wind staan

hoofdvaan en windrad ongeveer 45˚ ten opzichte van elkaar in de windrichting en draait de windmotor

regelmatig door. Bij storm of op het moment dat de molen buiten bedrijf is, liggen de vanen tegen

elkaar aan. De wind blaast dan langs het windrad in plaats van erdoor heen en de molen staat stil.

Afbeelding 13: Een windmotor

onder Nijetrijne in bedrijf; de

windvaan staat loodrecht op

het windrad.

Afbeelding 14: De windmotor

van IJsbrechtum in ruste; de

windvaan is evenwijdig aan

het windrad gericht.

13 Zie Hofstra, J., Zuidbroekse windmotor hersteld, in Molens nr. 35, 1994, blz. 11.

20


Om een windmotor in of buiten bedrijf te stellen, behoeft men slechts met een handlier een

ketting te laten vieren of op te winden. Deze handlier is te bedienen vanaf de begane grond en staat

vast. Het motorlichaam met windrad, hoofdvaan en eventuele zijvaan kunnen echter 360˚ draaien,

waardoor er geen ketting vanaf de handlier en via het motorlichaam naar de hoofdvaan kan lopen

zonder in de knoop te raken. Dit is opgelost door rond de geleidebuis, welke met het motorlichaam

meedraait, een zogenaamde uitrukmof aan te brengen. Deze kan langs de geleidebuis alleen maar op

en neer bewegen omdat vast aan de mof een geleidering is bevestigd die om een vast opgestelde stang

in de toren schuift. De ketting van de handlier gaat halverwege over in twee kettingen, welke ieder aan

een zijde van de uitrukmof zijn bevestigd en aangezien die niet kan meedraaien met de geleidebuis, zal

de ketting niet in de knoop raken.

De hoofdvaan wordt eveneens aangetrokken met een ketting. Deze loopt via een eventuele

zijvaan en een schijf op het moterlichaam de geleidebuis binnen. Aan het einde van de ketting is een

soort sleutel opgehangen die op en neer kan schuiven in een sleuf die in de lengterichting van de

geleidebuis is aangebracht. Aan de sleutel zit een nok die naar buiten steekt en waar de uitrukmof op

rust. Door de uitrukmof nu met de handlier naar beneden te draaien, wordt de nok meegenomen en de

ketting die aan de hoofdvaan zit aangetrokken. De hoofdwindvaan wordt hierdoor tegen een eventuele

zijwindvaan en evenwijdig aan het windrad getrokken. Daarmee komt het windrad evenwijdig aan de

windrichting te staan, waardoor het geen wind meer vangt. De molen is nu buiten bedrijf gesteld en

het windrad zal steeds evenwijdig aan de windrichting blijven. Laat men de lier echter weer vieren, dan

zullen de spiraalveren de hoofdwindvaan een kwartslag naar achteren trekken, waardoor de nok in de

geleidebuis de uitrukmof omhoog duwt en het windrad weer in de wind wordt gedraaid. Daarmee is de

molen in bedrijf gesteld en zal de hoofdvaan het windrad continu op de wind houden.

Afbeelding 15: De uitrukmof met geleiderail van de windmotor

in Weidum.

Afbeelding 16: De uitrukmof heeft

de hier zichtbare nok van de

sleutel mee omlaag getrokken,

zodat de hoofdvaan evenwijdig

aan het windrad is gericht.

21


Bij buiig weer komen er vaak harde windvlagen voor die het windrad dicht naar de hoofdvaan

zullen drijven. Na een dergelijke vlaag wordt het weer even stil en trekken de veren heftig het windrad

weer op de wind, hetgeen gepaard kan gaan met grote stootkrachten in de uitrukketting. Om deze

krachten op te vangen is er aan de handlier een stugge stormveer bevestigd, die aan de uitrukketting

kan worden gehangen. Door de lier daarna wat te laten vieren worden dergelijk klappen door deze veer

opgevangen en niet gelijk door de lier. Een andere mogelijkheid om deze schokken te beperken is het

niet helemaal laten vieren van de uitrukketting, waardoor de beweegruimte van het windrad wordt

beperkt en het rad, na het wegvallen van de wind, niet zo’n grote aanloop kan nemen.

1.4. CATEGORISERING

Windmotoren zijn er in verschillende uitvoeringen en maten. Toch zijn de overeenkomsten onderling

veel groter dan de verschillen. Zo bestaat er in Nederland, in tegenstelling tot de traditionele

windmolens, maar één duidelijke hoofdvorm. Deze is in hoofdstuk 1.2 uitvoerig beschreven. Spreekt

men van een windmotor dan gaat het vrijwel altijd om een geheel stalen molen die voorzien is van één

of twee windvanen en een windrad met daarin minimaal twaalf windbladen. Hoewel ook de kleinere

stalen vier- of veelbladige molentjes soms als windmotor worden aangeduid omdat ze van hetzelfde

zelfregulerende principe uitgaan, worden ze in dit verslag hier niet toe gerekend. Ten eerste omdat ze

simpelweg niet aan de definitie voldoen zoals deze is gegeven in paragraaf 1.1. Ze zijn namelijk

uitgerust met een wiekenkruis in plaats van een windrad. Ten tweede wijken dergelijke molentjes qua

constructie en werking op enkele punten af van de 'zuivere' windmotor, zijn ze doorgaans kleiner van

stuk en kennen ze een volledig Nederlandse ontwikkelingsgeschiedenis. Om toch niet geheel voorbij te

gaan aan deze categorie molens, wordt hier in hoofdstuk 9 kort bij stil gestaan.

Ongeacht de grootte en uitvoering is er een duidelijke tweedeling te maken in het

windmotorenbestand. De eerste hoofdcategorie omvat de windmotoren die een Duitse oorsprong

kennen, een vijzel als opmaalwerktuig hebben en met twee windvanen zijn uitgerust. Het gaat

hoofdzakelijk om de Herkules Metallicus die door de Vereinigte Windturbine Werke A.G. in Dresden is

geproduceerd en door de firma Stokvis en Zonen uit Rotterdam in Nederland wordt verhandeld. Maar

bijvoorbeeld ook de Energiewindmotor onder Jousterp kan tot deze categorie gerekend worden gezien

zijn bouwwijze, grootte en niet-Nederlandse oorsprong. Het belangrijkste kenmerk van deze groep

windmotoren is de aanwezigheid van een bijvaan, welke ervoor zorgt dat de molen zichzelf uit de wind

draait als de windkracht te sterk wordt. Een andere opmerkelijke eigenschap is de reeds aangehaalde

bouwwijze van het windrad. Deze is gevormd rondom een holle naaf welke om een vaste doorn draait,

waardoor het mogelijk is om de verticale spil via de bovenzijde het grote tandwiel aan de achterzijde

van de naaf aan te drijven. De draairichting van de vijzel is dan ook tegengesteld aan die van de tweede

hoofdcategorie windmotoren en de traditionele windmolens.

De Vereinigte Windturbine Werke A.G. heeft de Herkules Metallicus windmotoren in

uiteenlopende maten geleverd. De uitvoeringen met een raddiameter variërend tussen de 8 en 12

meter zijn echter het meest bekend omdat windmotoren van een dergelijke grootte door Nederlandse

producenten niet zijn gefabriceerd. Vanwege de navenante capaciteit vinden deze molens vooral

navolging in de grotere polders van Friesland. Hoewel ook de kleinere uitvoeringen van dit merk

regelmatig in Nederland zijn toegepast, is daar maar een handjevol van overgebleven.

22


De tweede hoofdcategorie wordt gevormd door alle windmotoren van Nederlandse makelij.

Deze zijn in plaats van een vijzel ook zeer vaak uitgerust met een centrifugaalpomp, hebben over het

algemeen een raddiameter van 2,5 tot 6,5 meter met daarin 18 bladen en beschikken, indien ze

daadwerkelijk zijn uitgerust met een centrifugaalpomp, meestal over slechts één windvaan. Het

wiekenrad is bevestigd aan het uiteinde van een horizontale bovenas en de tandwieloverbrenging vindt

op dezelfde wijze plaats als in traditionele windmolens. Dergelijke windmotoren zijn vanwege hun

beperkte grootte en geringe aanschafprijs uitermate geschikt voor het bemalen van kleinere polders of

voor de onderbemaling van enkele laaggelegen percelen. Vandaar dat ze meestal door particulieren

werden besteld. Bekende producenten waren Bakker uit IJlst, Mous uit Balk, Slager uit Wolvega en

Van der Laan uit Garijp.

In hoofdstuk 8 wordt nog wat nader ingegaan op de onderlinge verschillen en kenmerken van

de diverse typen windmotoren als de bijbehorende producenten worden behandeld.

Afbeelding 17: Een twijfelgeval. De Record 8 bij

Weidum is eigenlijk geen zuivere windmotor

omdat een windrad ontbreekt, maar wordt hier

vanwege het feit dat het de kleinste uitvoering is

van de oorspronkelijke productielijn windmoto-

ren van de Gebroeders Bakker, toch toe gere-

kend. Het is dus de bekende uitzondering die de

regel bevestigt.

Afbeelding 18: Daarentegen is het

Bosmanmolentje, zoals dit exemplaar aan de

boorden van het Bergumermeer, geen

windmotor. Dergelijke molens hebben

eveneens geen windrad en daarnaast een

afwijkende constructie en

ontwikkelingsgeschiedenis.

23


24

HOOFDSTUK 2 – DE ONTSTAANSGESCHIEDENIS VAN DE WINDMOTOR

2.1. DE AANLOOP

De windmotor is uitgevonden en ontwikkeld in Amerika. David Halladay staat te boek als de

geestelijke vader van de stalen molen, maar hij is bij lange na niet de enige persoon geweest die zich in

dit land bezig hield met het ontwerpen en verbeteren van door wind gedreven werktuigen. Dit blijkt

wel uit de vele patenten die er op dit gebied zijn aangevraagd bij de Amerikaanse autoriteiten.

In de context van de technologische ontwikkelingen geeft een patent een individu het

exclusieve recht om zijn of haar uitvinding in een bepaald tijdsbestek te produceren, te verkopen en/of

te vermarkten teneinde hier inkomsten uit te genereren en er zelf beter van te worden. Het centrale

bestuur van Amerika krijgt vanaf 1789 de verantwoordelijkheid voor de uitvaardiging en

openbaarmaking van deze patenten. In het daaropvolgende jaar roept de regering de ‘Commission for

the Promotion of Useful Arts’ in het leven om de verstrekking en registratie van de documenten uit te

voeren, welke in 1802 wordt voortgezet als ‘The U.S. Patent Office’. Reeds in de begindagen van het

orgaan komen de eerste verzoeken op het gebied van windmolens en aanverwante machines binnen.

Aanvankelijk hebben de afgegeven patenten vooral betrekking op de traditionele in Europa

ontwikkelde windmolens welke in Amerika voornamelijk in gebruik zijn voor het vermalen van graan.

Dit geldt bijvoorbeeld voor het allereerste op een windmolen toegespitst patent dat in 1793 aan Joseph

Pope is vergeven. Hoewel het originele document door brand verloren is gegaan, leidt het geen twijfel

dat het hier om een traditionele Europees getinte windmolen ging14. Toch verlegt de aandacht van de

Amerikaanse ontwerpers zich al snel op de ontwikkeling van een volledig nieuwe soort molen omdat

de Europese variant maar gedeeltelijk aan de behoeften van de Amerikaanse bevolking voldoet.

De traditionele Europese windmolen heeft enkele belangrijke beperkingen. Als eerste vereist

een dergelijke molen continu toezicht van een bekwame molenaar op het moment dat deze in bedrijf is.

Daarnaast zijn de molens zo groot en prijzig dat ze niet geschikt zijn voor het gebruik door één of

enkele individuele boeren. En juist deze mensen, die als pioniers de prairie optrokken om grote lappen

rurale grond in cultuur te brengen, hebben behoefte aan kleinschalige en gemakkelijk te bedienen

werktuigen die gebruik kunnen maken van de ruim voorhanden windkracht. Vooral een windgedreven

pomp zou uitkomst bieden omdat er geen oppervlaktewater in deze uithoeken van Amerika aanwezig

is en het grondwater zich op grote diepte bevindt. Een schrijver uit Springfield, Texas, verwoordt het

als volgt in een brief uit 1860: “The great want of Texas is sufficient water. …There is a million dollar

lying waiting here for the first man who will bring us … a windmill, strong, durable and controllable”15.

Blijkbaar is deze man niet op de hoogte van het feit dat andere Amerikanen dan al decennia lang aan

het experimenteren zijn met kleinschalige windmolentjes.

14 Zie Lindsay Baker, T., Patents as a Key to Understanding Wind Power History in the United States,

in TIMS 11th Transactions, 2004, blz. 265.


in TIMS 11th Transactions, 2004, blz. 265


Het is James Kerr uit Maury County, Tennessee, die in 1837 een patent krijgt voor het

verbeteren van de toepassing om met behulp van windkracht pompen aan te drijven. De innovatie van

Kerr kan worden beschouwd als één van de eerste gedocumenteerde windmachines die een sterke

verwantschap vertoont met de huidige windmotor. De uitvinding bestaat namelijk uit een om een as

draaiend frame, een rad met ijzeren bladen en een vaan waarmee de constructie op de wind wordt

gehouden. De snelheid van het rad en de rotatie van het frame kunnen echter niet geregeld worden

zodat het gevaarte bij stevige wind door de centrifugaalkracht aan stukken scheurt16.

In de daaropvolgende periode staat het gebruik van windkracht volop in de belangstelling,

getuige de vele publicaties over dit onderwerp in de populaire en vooraanstaande wetenschappelijke

bladen. De U.S. Patent Office verstrekt tussen 1840 en 1850 niet minder dan 50 patenten voor door

wind gedreven werktuigen17. Meerdere personen streven naar een windmolen die zichzelf niet alleen

op de wind richt, maar daarnaast ook in staat is om de snelheid van de bewegende delen te reguleren.

Een voorbeeld hiervan is Allen Ward, een onderwijzer aan de Shawnee Indian Manual School in

Kansas. Met zijn zelf ontworpen en geconstrueerde windmachines experimenteert hij er lustig op los.

In september 1850 schrijft hij zijn zus in Ohio om haar mee te delen dat zijn laatste model zeer naar

wens functioneert en “proved that it is the proper power for this country”. Hij vervolgt met “It is on the

self adjusting principle” en legt vervolgens uit dat “it turns to face the wind, and the sails are so

arranged with springs that they yield to the force of the wind when it blows hard, so that it will not run

much faster in a hurricane than in a light breeze"18. Achteraf is gebleken dat Ward zijn experimenten

niet tot de eeuwige roem en een goed inkomen hebben geleid. Dit is wel weggelegd voor andere

personen.

2.2. DANIËL HALLADAY EN JOHN BURNHAM

Het is Daniël Halladay die in 1854 de windmotor uitvindt waarvan de huidige exemplaren zijn afgeleid.

Deze werktuigbouwkundige uit Marlboro, Vermont, ziet op 24 november 1826 het levenslicht. Tot zijn

negentiende blijft hij zijn geboorteplaats trouw om vervolgens naar Ludlow, Massachusetts, te

verkassen om daar zijn opleiding te genieten. Na ondermeer een trip naar Londen waar hij als

vertegenwoordiger van Amerikaanse motorenfabrikant optreedt, keert hij uiteindelijk terug naar zijn

geboortestreek. Halladay verwerft een belang in de in Ellington, Connecticut, gevestigde winkels voor

werktuigen en gereedschappen en doet hier zijn belangrijke vondst.

Het idee om een windmolen te ontwerpen die in staat is om zonder menselijk toezicht te

werken, is niet afkomstig van Halladay zelf maar van een kennis. Dit is de tien jaar oudere John

Burnham, afkomstig uit Brattleboro, Vermont. Aldaar doorloopt Burnham de basisschool en raakt hij

geïnteresseerd in de filosofie. Zijn vader, een goud- en zilversmid, koperslager en metaalbewerker,

weerhoudt de jonge Burnhem er echter van om een studie in die richting op te pakken door hem op te



17 Zie Lindsay Baker, T., A field guide to American Windmills, 1985, blz. 5.



25


eisen als assistent in de werkplaats. Terwijl Burnham werkt voor zijn vader, ontwikkelt hij een

ingenieus design voor een kapgebint dat hij vervolgens persoonlijk aan de man brengt in de oostelijke

Amerikaanse staten. Wanneer hij terugkomt van één van zijn verkooptrips, blijkt zijn vader zich

gestort te hebben op de productie van waterpompen. Omdat ook Burnham geïnteresseerd raakt in deze

business, vertrekt hij naar Ellington waar hij een partnerschap aangaat met Henry McCray en een

eigen werkplaats opricht. Al snel starten de twee heren met de productie van een hydraulische pomp,

die ze verkopen in grote delen van New England en ook daarbuiten19.

Reeds vanaf 1840 loopt Burnham met het idee rond om de kracht van de wind aan te wenden

voor praktische doeleinden. Omdat hij zich tegelijkertijd realiseert dat hij de ervaring en expertise mist

om zelfstandig een machine te kunnen ontwerpen die volgens dit principe werkt, blijft het voorlopig bij

voornemens. Totdat de verkoop van zijn hydraulische pompen in de vijftiger jaren van de negentiende

eeuw een grote vlucht neemt. Burnham ziet dan plotseling mogelijkheden om windmolens te verkopen

die water kunnen oppompen in streken waar te weinig verhang aanwezig is om de waterstroom op te

wekken die noodzakelijk is voor de aandrijving van het hydraulische mechanisme van zijn pompen.

Met de gedachte dat hij een totaal nieuw marktsegment kan aanboren, benadert Burnham de eveneens

in Ellington gevestigde Halladay om een molen te ontwikkelen die naast het aandrijven van een pomp

zichzelf automatisch op de wind richt en zijn eigen snelheid regelt zonder menselijk handelen. Het kost

Halladay vervolgens maar weinig tijd om zijn prototype windmolen uit te denken dat aan alle eisen

voldoet en volledig aansluit bij het concept van Burnhem.

Afbeelding 19: Daniël Halladay.


26


2.3. DE EERSTE WINDMOTOR

In 1854 stuurt Halladay zijn vinding naar de U.S. Patent Office. Op 29 augustus van datzelfde jaar

ontvangt hij het patent voor de molen die bekend wordt onder de naam ‘The Halladay Standard’20. Het

gevaarte is uitgerust met een wiel met daarop vier om hun lengteas draaiende ijzeren stangen. Aan

deze stangen zijn peddelvormige houten bladen vastgemaakt met behulp van bouten. Het wiel zelf is

gemonteerd aan een horizontale as die gelagerd is in twee lagerblokken. Deze rusten op een draaibare

ring welke aan de achterzijde voorzien is van een grote houten vaan. De ring ligt in een vaste fitting die

aan de bovenzijde van een houten paal is vastgemaakt en wordt ondersteund door een tweetal ijzeren

schragen. De as met daaraan het wiekenkruis is aan de achterzijde verbonden met een zwengel welke

de draaiende beweging van de as omzet in een op en neergaande beweging. De hieraan bevestigde

ijzeren stang drijft de pomp aan die vlak naast de molen is opgesteld.

De molen van Halladay regelt zichzelf. De vaan zorgt ervoor dat het wiekenkruis altijd op de

wind gericht is zoals dat ook bij een windwijzer gebeurt. Daarnaast zijn de wieken bij weinig wind

zodanig gedraaid dat ze zich onder de meeste gunstig hoek ten opzichte van de windrichting bevinden.

Op het moment dat de windkracht toeneemt, zal het wiekenkruis sneller rond gaan. De

centrifugaalkracht zal toenemen en bij een bepaalde sterkte de ijzeren stangen om hun lengte as doen

draaien. De hieraan bevestigde houten borden draaien mee zodat het oppervlak waar de wind druk op

uitoefent afneemt. Het gevolg is dat het wiekenkruis van de molen nooit sneller zal draaien dan een

zeker maximaal aantal toeren. Neemt de windkracht vervolgens weer af, dan gaat de molen langzamer

lopen, wordt de centrifugaalkracht minder en zullen de wieken terugdraaien in hun oorspronkelijke

stand. Op deze manier zal de windmolen van Halladay constant het maximale rendement uit de

beschikbare wind halen, zonder dat deze op hol slaat. Wanneer de molen buiten bedrijf is, dan zijn de

wieken parallel aan de windrichting gedraaid waardoor ze geen wind vangen en de molen niet kan

gaan draaien.

Een observant van één van de eerste molens laat weten dat het werktuig gedurende zes

maanden boven een 28 meter diepe put is getest. De molen pompt water uit de put omhoog en loost

het vervolgens in een reservoir op de zolder van boerenschuur. De observant stelt dat de molen meer

dan voldoende water levert voor agrarische doeleinden en de irrigatie van tuinen. Ook is er totaal geen

menselijk ingrijpen nodig geweest om de wieken bij te stellen en draait de molen vijftien dagen

aaneengesloten zonder ook maar één keer stil te vallen21.

2.4. THE HALLADAY WIND MILL COMPANY

Zes weken na de toekenning van het patent voor de Halladay Standard sluit Halladay zich bij John

Burnham en Henry McCray aan om in een partnerschap de fabricage van de windmotor ter hand te

nemen. Al snel wordt de firmanaam omgedoopt in The Halladay Wind Mill Company en verhuist de

werkplaats van Ellington naar South Coventry, Connecticut.



27


De drie partners beseffen dat een slimme marketingstrategie in combinatie met goede P.R.

cruciaal is om hun nieuwe product te laten aanslaan. Ze besluiten de windmotor tentoon te stellen op

de jaarlijkse New York State Fair. Daar sleept de molen de eerste prijs binnen als meest waardevolle

nieuw uitgevonden machine voor de agrarische sector22. Een bijkomend voordeel is dat de pers hier

uitvoerig over bericht, zodat de windmotor bij een breed publiek onder de aandacht wordt gebracht.

Ook wordt de vinding van Halladay behandeld en geprezen in de nationale vakbladen zoals The

American Agriculturist en The New England Farmer en siert een afbeelding van de molen de voorkant

van The Scientific American23.

Gedurende de eerste twee jaren richt The Halladay Wind Mill Company zich vooral op het

promoten en verkopen van de windmotor in de regio New England, maar de beoogde verdiensten

blijven uit. Desondanks opent zich wel degelijk een markt voor de windgedreven pompen in de

gebieden waar natuurlijke waterstromen afwezig zijn en de hydraulische variant van Burnham niet kan

worden ingezet. De windmotor vult dus het gat in de markt waarvoor hij werd ontworpen. Toch zien de

partners een veel groter potentieel afzetgebied buiten de regio. Dit is het Middenwesten van Amerika

waar zich duizenden boerderijen bevinden zonder stromend water.

Rond 1856 richt de onderneming de pijlen op dit gebied en vertrekt Burnham naar Chicago om

de markt te verkennen. Een jaar later richt hij The U.S. Wind Engine and Pump Company op die als

agentschap van The Halladay Wind Mill Company moet gaan functioneren. Van hieruit kunnen de in

New England geproduceerde molens worden gedistribueerd. Daarnaast ontdekt Burnham nog een

tweede markt. Er wordt in de regio namelijk volop gewerkt aan nieuwe spoorwegtracés en de

spoorwegmaatschappijen hebben water nodig om hun stoomlocomotieven te laten rijden. De

windmotor maakt het mogelijk om de grote waterreservoirs langs het spoor te voorzien van inhoud.

Vandaar dat de spoorwegen een steeds belangrijker afnemer van de pompmolen worden naarmate de

treinrails verder in westelijke richtingen worden doorgetrokken.

Het fabriceren van de Halladay windmotoren op honderden kilometers afstand van het

belangrijkste afzetgebied blijkt al snel inefficiënt en prijzig te zijn. Zeker als in 1861 de Civil War

uitbreekt en de spoorwegen hun bestellingen opvoeren. Het gevolg is dat in 1863 de U.S. Wind Engine

and Pump Company de Halladay Windmill Company aankoopt en de gehele productie verplaatst naar

Batavia, Illinois. Dit stadje is op 35 kilometer gelegen van Chicago en telt nog geen 2000 zielen. Omdat

het strategisch ligt aan het spoor en de boorden van the Fox River, is Batavia een aantrekkelijke

vestigingslocatie voor de fabriek. Een tweede voordeel is de aanwezigheid van grote hoeveelheden

kalksteen die in de directe omgeving worden gewonnen en welke relatief goedkoop en solide

bouwmateriaal vormen voor de op te richten fabrieksgebouwen. Maar de belangrijkste reden om

Batavia als vestigingsplaats te kiezen is de aanwezigheid van kapitaal. John Burnham leert tijdens zijn

verblijf in Chicago John Van Nortwick en andere vooraanstaande inwoners van Batavia kennen en

deze hadden aangeboden om het bedrijf financieel te ondersteunen als de stad als vestigingsplaats

werd verkozen. Met gebruikmaking van deze financiën wordt vrijwel de gehele inrichting en uitrusting



28


van de Haladay Wind Mill Company van Connecticut naar Batavia verscheept. Ook John Burnham en

Daniel Halladay verhuizen met hun familie naar het stadje aan the Fox River.

2.5. DE ONTWIKKELING VAN DE WINDMOTOR IN DE VERENIGDE STATEN

De originele Halladay Standard is uitgerust met een beperkt aantal houten windbladen. In de

brochures en folders die rond 1850 ter promotie van de molen zijn verspreid, staat dat deze leverbaar

is met zes of acht bladen. De diameter van het wiekenkruis bedraagt minimaal zes en maximaal zestien

voet. De kleinere molens hebben houten windbladen, de grotere maken gebruik van bladen die bestaan

uit een ijzeren frame dat is bespannen met zeil.

Hoewel de exacte datum niet bekend is, wordt het ontwerp van de molen rond 1868 aangepast.

De losse wieken worden vervangen door een rad dat uit losse segmenten is opgebouwd. Ieder segment

wordt gevormd door een aantal dunne houten bladen die zijn vastgenageld om een houten raamwerk.

Dit raamwerk is scharnierend bevestigd aan de uiteinden van twee houten armen. Gezamenlijk

vormen de segmenten het windrad dat in het hart naar achten toe zal klappen op het moment dat de

winddruk te groot wordt. Daardoor neemt het aan de wind blootgestelde oppervlak af en zal de molen

niet op hol slaan. Neemt de winddruk vervolgens weer af dan zullen de segmenten terugklappen in de

oorspronkelijke stand en behoudt de molen zijn (maximale) toerental.

De werking van het windrad van de vernieuwde Halladay Standard is nog het beste te

vergelijken met het in en uit klappen van een paraplu. Molens die volgens dit principe werken vormen

één van de twee hoofdcategorieën onder de windmotoren die in de negentiende en aan het begin van

de twintigste eeuw zijn geproduceerd. Ze worden ‘sectional-wheel windmills’ genoemd, naar de losse

en scharnierende segmenten van het windrad24. Meestal staan deze rechtstreeks in verbinding met een

gewicht achterop de molen. Op een gegeven moment overwint de winddruk de zwaartekracht op het

gewicht. Het windrad zal zich openen en het gewicht omhoog duwen. Neemt de druk op het windrad

weer af, dan zal het gewicht naar beneden gaan en via een verbindingsmechanisme de afzonderlijke

segmenten van het windrad in de oorspronkelijke positie doen terugkeren. Sommige sectional-wheel

windmotoren zijn echter uitgerust met een veersysteem dat het windrad zelfregulerend maakt.

Afbeelding 20: Een sectional-wheel windmotor

in Amerika

Afbeelding 21: Van de

voorzijde


29


Op het moment dat men de vaan van een Halladay Standard wegneemt, dan zal het windrad

180˚ draaien naar de luwe zijde van de toren. Dit is het principe dat de vaanloze variant van de

sectional-wheel windmotoren onderscheidt van de types met vaan. Een vaanloze molen is voorzien van

een windrad dat achter de toren in en uitklapt. Dit rad is vrijwel altijd van hout, slechts een enkele

molen krijgt stalen bladen. Hoewel de sectional-wheel windmotoren met vaan aanvankelijk in de

meerderheid zijn, worden de vaanloze types vanaf 1870 het meest frequent toegepast. Tot ver in de

twintigste eeuw worden de sectional-wheel windmotoren geproduceerd en van diverse types zijn er in

de Verenigde Staten exemplaren bewaard gebleven.

De andere hoofdcategorie onder windmotoren die rond de eeuwwisseling zijn geproduceerd is

de ‘solid-wheel windmill’. Dergelijke molens zijn voorzien van een windrad dat uit één geheel bestaat

en maken gebruik van het principe dat het rad zijn hoek ten opzichte van de wind aanpast om de

snelheid onder controle te houden. Een typisch voorbeeld van een solid-wheel windmotor is de Eclipse,

de belangrijkste concurrent van de Halladay windmotor. Het is de eerste molen die volgens het

bovenstaande principe werkt.

De Eclipse wordt uitgevonden door pater Leonard H. Wheeler, een zendeling onder de

Ojibway Indianen in Wisconsin. Hij is in 1811 geboren te Strewsbury, Massachusetts, en verhuist op

zijn dertigste naar Wisconsin om met de Ojibway stam te werken. Reeds in 1844 denkt Wheeler aan de

mogelijkheid om de wind aan te wenden als aandrijfkracht voor het vermalen van graan en het

oppompen van water op zijn verblijfplaats. Toch duurt het nog tot 1866 voordat hij in Odana,

Wisconsin, aan het experimenteren slaat. Een gebroken pols als gevolg van een val van een ladder

heeft hem dan gedwongen om zijn normale werkzaamheden tijdelijk op te schorten. Om toch nuttig

bezig te zijn legt Wheeler een houten bord over zijn stoel waarin hij met behulp van een zakmes het

ontwerp van de windmolen uitkerft dat hij al enige jaren in zijn hoofd heeft zitten. Omdat zijn zoon

William vrijwel gelijktijdig thuiskomt met een gebroken been, besluiten de beide heren de houten

delen van het prototype klaar te maken. Wheeler senior beschikt namelijk nog wel over een goed paar

benen en Wheeler junior over een tweetal handen. De ijzeren delen van de molen worden gefabriceerd

door een geïnteresseerde smid uit de buurt. Op 26 april 1866 is de molen gereed en hebben de

Wheelers een goed functionerend we

Documents

Windmotoren in Friesland - Windmotoren Friesland MR... · Windmotoren in Friesland Een studie naar de opkomst en ondergang van dit bemalingswerktuig in de provincie Augustus 2009