Windmolen: hoe de wind de molenstenen laat draaien

De wieken van een windmolen zijn over hun lengte licht gedraaid. Daarom duwt de wind die er van voren op blaast ze niet naar achteren, maar draait hij ze steeds naar dezelfde kant. De wieken draaien mee met de as waaraan ze vastzitten. Een groot tandwiel op deze as draait een kleiner wiel op een verticale as, en die leidt de beweging omlaag door de molen tot bij de molenstenen.

De molenstenen liggen op elkaar. De onderste staat stil, de bovenste draait erboven, en het graan dat in de opening in het midden valt, wordt in de smalle spleet ertussen tot meel gemalen. Dat werkt alleen als de wieken recht tegen de wind in staan. Daarom draaide men bij oudere molens de hele molen en bij latere alleen de kap met de wieken.

Hoe de wind de wieken laat draaien en de beweging bij de stenen komt

Een molenwiek is een houten raamwerk, het hekwerk, waarover de molenaar zeildoek spande, een stevige stof. De meeste molens hebben vier wieken. Het hekwerk is over de lengte van de wiek licht gedraaid, zodat de wind schuin op het doek drukt en de wiek altijd in dezelfde richting uitwijkt. Van voren gezien draaien de wieken van Hollandse molens tegen de klok in.

De molenaar regelde de kracht van de molen met hoeveel doek hij voorlegde. Bij zwakke wind spande hij het over het hele hekwerk, bij harde wind rolde hij het deels op, en daarvoor moest hij de molen stilzetten. Vanaf het eind van de 18e eeuw ontstonden in Groot-Brittannië wieken met kleppen die zich vanzelf aan de windkracht aanpasten, bijvoorbeeld de wieken van William Cubitt uit 1807.

Vanaf de wieken gaat de beweging in een paar stappen door de molen:

1. Wiekenas. De wieken zitten vast aan een bijna horizontale as in de kop van de molen. Als de wieken draaien, draait de hele as.
2. Bovenwiel. Op de as zit een groot tandwiel met tanden aan de zijkant. Het heet ook remwiel, omdat er een rem om de omtrek ligt: als de molenaar die aantrok, gingen het wiel en de wieken langzamer of stonden ze stil.
3. Verticale as. De tanden van het bovenwiel grijpen in een kleiner wiel op de verticale as. Dit paar wielen maakt van een draaiing om een horizontale as een draaiing om een verticale as, en de verticale as leidt de beweging omlaag door de verdiepingen van de molen.
4. Wiel voor de stenen. Lager op de verticale as zit nog een groot tandwiel. Het grijpt in kleine rondsels, die elk één koppel molenstenen aandrijven. Een rondsel kon uit het werk worden gehaald, zodat één koppel stenen kon stilstaan terwijl de andere maalden.
5. Molenstenen. De bovenste steen draait boven de onderste, die niet beweegt. De bovenste steen kan meer dan een ton wegen, en juist zijn gewicht helpt het graan te vermalen.

In kleinere molens, waar de hele inrichting in één draaibare houten kast zat, dreef het wiel op de wiekenas de stenen ook direct aan, zonder lange verticale as. Het principe is hetzelfde: tandwielen zetten de draaiing van de wieken om in de draaiing van de steen.

Het graan valt van boven in de opening in het midden van de bovenste steen en komt tussen de stenen. In hun vlakken zijn groeven gehakt die bij het draaien het graan snijden en malen en het meel naar de rand schuiven, waar het tussen de stenen uitkomt. De stenen mogen elkaar daarbij niet raken. De spleet ertussen stelde de molenaar in door de bovenste steen iets op te lichten of te laten zakken: hoe kleiner de spleet, hoe fijner het meel.

Waarom een molen op de wind gezet moet worden

De wieken geven de meeste kracht als ze loodrecht op de wind staan, er recht tegenin. Als de wind draait en van opzij waait, vangen de wieken er minder van en verliest de molen kracht. In Noordwest-Europa, waar de wind vaak van richting verandert, moest daarom elke molen zijn wieken met de wind mee kunnen draaien.

De eerste Europese windmolens met wieken die in een verticaal vlak draaien, verschenen in de 12e eeuw in Noord-Frankrijk, in Vlaanderen en in Oost-Engeland. De oudste zekere vermelding komt uit het Engelse Yorkshire, uit 1185. Het eerste type was de standerdmolen, en tegen het eind van de 13e eeuw kwam de molen met een vaste toren erbij. Beide typen lossen het draaien anders op:

De toren van een Hollandse molen hoeft niet te draaien, dus kon hij hoger zijn en konden de wieken langer zijn. Lange wieken hoog in de lucht vangen meer wind, en de molen werkt ook bij een zwakkere bries.

In 1745 liet de Engelse smid Edmund Lee de windroos patenteren. Dat is een klein windrad achter op de kap, haaks op de grote wieken. Zolang de wind van opzij op de molen blaast, draait de windroos en draait hij via tandwielen langzaam de kap. Hij staat pas stil als hij evenwijdig aan de wind staat, en dan staan de grote wieken precies tegen de wind in. Windrozen raakten vooral in Engeland, Denemarken en Duitsland verbreid, elders bleven ze zeldzaam.

Beide typen molens stonden ook in Slowakije. In Holíč toont een gravure uit 1801 een houten molen van het Duitse type, die met behulp van een staart in zijn geheel op een eiken standerd draaide. Later bouwde men er een stenen molen van het Hollandse type met drie verdiepingen, die uit de jaren 1880 stamt. Tot 1926 had hij een draaibare kegelvormige kap met wieken, daarna werd die vervangen door een bakstenen koepel. Het is de enige bewaarde windmolen in Slowakije.

Waarom windmolens bijna uit het landschap verdwenen

Windmolens verdwenen niet in één keer, en niet één uitvinding verdrong ze. In de 19e eeuw werden er in Europa nog steeds veel gebouwd. Over hun lot beslisten nieuwe maalmethoden en nieuwe motoren die onafhankelijk van de wind konden draaien.

In de tweede helft van de 19e eeuw ontstonden grote stoommeelfabrieken. In plaats van stenen maalden metalen walsen er het graan in veel stappen na elkaar. Dat malen paste bij harde ingevoerde tarwe en gaf meer fijn wit meel, waar de vraag naar groeide. De grote fabrieken werden gebouwd bij havens en waterwegen, waar het graan per schip aankwam.

Kleine korenmolens, die voor de dorpen in de buurt maalden, hielden het langer vol. In Nederland konden dure stoommachines lang niet tegen ze op. Ze verdwenen vooral toen verbrandingsmotoren en elektromotoren kwamen, in de eerste decennia van de 20e eeuw. Van begin jaren 1880 tot 1923 verdween daar bijna 30 % van de molens.

De molen in Holíč onderging een vergelijkbaar lot: na de Eerste Wereldoorlog werd er niet meer gemalen en daarna raakte hij lang in verval. Nu is hij een nationaal cultureel monument.

Waar je op let bij een model van een windmolen

Een model van een windmolen toont dezelfde onderdelen als een echte molen, vaak vereenvoudigd. Welke je model heeft en welke bewegen, lees je in de handleiding en zie je op de afbeeldingen. Let bij het bekijken op deze plekken:

• Type molen. Kijk of het model op een standerd staat en in zijn geheel draait, of een vaste toren en een draaibare kap heeft. Zoek bij een torenmolen achter op de kap een staart of een windroos.
• Wieken. Tel ze en let erop of ze een hekwerk hebben zoals echte wieken, waarover het doek werd gespannen. Bekijk ze van opzij: als de bladen licht schuin ten opzichte van elkaar staan, zie je dezelfde draaiing die de wieken in de wind laat draaien.
• De plek waar de draairichting verandert. Zoek de plek waar de wiekenas de kop van de molen binnengaat. Als het model de overbrenging laat zien, zitten daar twee tandwielen waarvan de assen een rechte hoek vormen. Hier wordt de horizontale draaiing verticaal, net als bij het bovenwiel van een echte molen.
• Verticale as en stenen. Kijk of de verticale as door de toren omlaag loopt en of het model molenstenen aangeeft. Vergelijk hoeveel tandwielen er tussen de wieken en de stenen zitten.
• Aandrijving. Bij een model ontstaat de beweging meestal niet in de wind, maar bijvoorbeeld in een opgewonden elastiekje of bij het draaien aan een slinger. Zoek in de handleiding op via welk wiel de beweging in het mechanisme komt. Bij een echte molen ging de kracht van de wieken naar de stenen, bij een model kan het andersom gaan, van de aandrijving naar de wieken.

Je kunt het afgewerkte model ook neerzetten met de wieken in een stand waarmee Hollandse molenaars berichten naar de omgeving stuurden. Wieken in de vorm van een kruis, als een plusteken, betekenden dat de molen maar even rust en de molenaar zo verdergaat. Wieken in de vorm van de letter X betekenden een langere rust. Met de wieken werden ook vreugde en rouw aangekondigd, maar de precieze stand verschilt per streek.

Als de wieken of tandwielen van het afgewerkte model zwaar draaien of vastlopen, vind je hoe je de wrijving opspoort in het artikel Mechanisme loopt vast: de wrijving vinden en verhelpen.

Als je deze onderdelen aan een eigen model wilt bekijken, kun je kiezen voor het houten model Windmolen Eco Wood Art. Volgens de beschrijving in de winkel heeft het 227 onderdelen die zonder lijm in elkaar passen, draaien de wieken na de bouw dankzij een elastiekaandrijving en laat de open constructie van de toren je in het mechanisme kijken. Windmolen Eco Wood Art is volgens de gegevens in de winkel bedoeld vanaf 14 jaar.

Veelgestelde vragen