Definitie

Een watermolen is een molen, aangedreven door water. Er zijn verschillende soorten watermolens naar gelang de aandrijvingstechniek:

• De onderslagmolen: dit is het oudste type watermolen. Het water duwt onderaan tegen het waterwiel waardoor het achteruit draait. De molen wordt toegepast bij waterlopen met een verval van ten hoogste 1 meter.
• De middenslagmolen: het water valt bij deze molen halverwege op het rad waardoor het achteruit draait. De watermolen wordt toegepast bij beken met een beperkt verval van 1 tot 3 meter.
• De bovenslagmolen: dit is een middeleeuwse Europese ontwikkeling. Het water valt van boven op het waterrad waardoor het rad vooruit draait. Het molentype wordt toegepast in gebieden met een verval van meer dan 3 meter.
• De turbinemolen: het water wordt hier door een turbine geleid. De turbine zorgt voor de krachtoverdracht. Dit molentype is geschikt voor een watermolen met een beperkt verval.
• De getijdenmolen: de molen maakt gebruik van de getijden op de rivier om het rad in beweging te brengen. Er bleef in Vlaanderen één getijdenmolen bewaard te Rupelmonde.

Er kan ook een onderscheid gemaakt worden volgens de uitgevoerde handeling door de moleninfrastructuur:

• de maalmolen: de molen vermaalt de ruwe producten tussen twee ronddraaiende schijven tot een poederachtige substantie
• de slagmolen: de molen verpulvert de ruwe producten door er op te slaan met hamers.

Geschiedenis

De oudste bekende watermolen stond volgens de Griekse historicus Strabo (omstreeks 64 voor Christus – omstreeks 24 na Christus) opgesteld te Kabira, nu Niksar in Turkije. De molen was een onderdeel van het paleis van Mithridatus VI, koning van Pontus (120-63 voor Christus).

Vitruvius (†15 voor Christus) beschreef in 20 voor Christus de eerste Europese watermolen. Het was een onderslagmolen op de Tiber in Rome. De Romeinen hadden de watermolen wellicht in Syrië en Egypte leren kennen. Volgens Ausonius (310-395) brachten de Romeinen het waterrad vervolgens naar Gallië. Het vroegste gebruik van het onderslagwaterrad wordt in onze contreien gesitueerd ten tijde van de Gallo-Romeinen.

De oudste archivalische vermeldingen van watermolens in het moderne Vlaanderen gaan terug tot de 7de-8ste eeuw. Pas in de 11de – 12de eeuw werd de molentechniek gemeen goed in Vlaanderen. In de middeleeuwen richtten de lokale heren en kloosters in grote getale watermolens op. Op hetzelfde ogenblik werd de bovenslagmolen ontwikkeld.

Het sluiswerk, rad en interne delen werden oorspronkelijk opgebouwd uit hout en tijdens de industriële revolutie vervangen door metalen onderdelen. Die aanpassingen kwamen te laat. Stoommachines verdrongen de watermolen.

Beschrijving

De context van de watermolen

Een watermolen staat vrijwel nooit alleen. Steeds is er aan of in de buurt van de watermolen een molenaarshuis en eventueel ook een landbouwuitbating. Zij vallen buiten de scope van deze thematekst.

De uitbating van de watermolen heeft een zeer grote invloed op waterhuishouding in de omgeving:

• Door het sluiswerk wordt het water opgestuwd voor de molen. Om het waterpeil voor stroomopwaarts of stroomafwaarts gelegen molens niet te hinderen zijn pegels aangebracht. Daarboven mag niet gestuwd worden.
• Soms is er een aftakking nodig die het water van de beek naar de molen voert en erna terug naar de beek.
• Een spaar- of stuwvijver kan noodzakelijk zijn om de continue wateraanvoer te verzekeren.
• Achter de molen vangt de woelkom het water op.
• Tot slot is er vaak een bypass aanwezig om overtollig water af te voeren.

Stroomopwaarts van de molen, dwars over de beek is het sluiswerk gebouwd. Van oever tot oever worden palen geheid. Daarop komt een kaderconstructie bestaande uit de dorpel, de schotstijlen die de schotten geleiden en bovenop de trekbalk die het op- of neerlaten van de schotten mogelijk maakt. Net voor het waterrad staat de maalsluis die de toegang tot het waterrad regelt. Een krooshek houdt alle objecten tegen die het rad kunnen beschadigen.

Bij een onderslag- en middenslagrad wordt de ‘vloedbaan’, dat is de beekbodem, het hellende of gekromde vlak onder het waterrad en de uitloop achter het rad, belegd met houten planken om uitspoeling te verhinderen.

Voor het bovenslagrad wordt een watergoot aan het sluiswerk toegevoegd. De watergoot brengt het water naar de voorzijde van het rad. De goot wordt met één of twee schotten afgesloten zodat de waterkracht kan geregeld worden. De rivierbedding benedenstrooms ligt merkelijk lager omdat het rad niet in het onderwater mag draaien. De bedding is trapsgewijs uitgewerkt om de kracht van het vallende water te breken.

De watermolen

Alle watermolens werken volgens hetzelfde principe: een waterrad of turbine zet de waterkracht over in een draaiende beweging die vervolgens overgebracht wordt op een maal- dan wel hamerinstallatie. Een watermolen heeft dan ook een extern molenwerk en een interne maal- of slaginstallatie.

Exterieur

Het waterrad is het meest opvallende en determinerende onderdeel van een watermolen. Het waterrad werd eeuwen in hout gemaakt. Bij de intrede van het gietijzer werden de spaken bevestigd in een gietijzeren kroon en de schoepen waren gemaakt uit plaatijzer.

Het waterrad wordt bevestigd tussen de muur van het molenhuis en een muurdam die in de beek staat of op de andere oever. Soms is er een molenkot. Dat is een huisje of overkapping boven het molenrad. Het molenkot verhindert de ijsvorming op de watergang en het waterrad. In de zomer beschermt het molenkot het rad tegen uitdroging. Om dezelfde reden wordt soms op de vrije oever van de beek een boom of struik geplant. Diens schaduw beschermt dan het waterrad.

De oudste en eenvoudigste waterrad is het onderslagrad. Het rad heeft gewoonlijk een diameter tussen de 3 en 5 meter. De straalsgewijs geplaatste schoepen zijn met stutten bevestigd op de velgen. Waar de beek het toelaat kan een breder rad worden gemaakt door twee velgen te verbinden door de asboom en de schoepen. Het middenslagrad heeft eenzelfde constructie alleen valt het water halverwege op het rad.

Het bovenslagrad is de meest complexe en recentste ontwikkeling van het molenrad. Het water wordt met een watergoot over het rad geleid en valt vooraan op de schoepen. Het bovenslagrad heeft een diameter van anderhalve tot vier meter. Het bovenslagrad heeft steeds twee velgen waartussen de schoepen werden bevestigd. De excentrisch geplaatste schoepen bestaan uit twee planken die in de velg zijn ingekalfd. Het vallende water kan zo z’n gewicht op het volledige schoep laten vallen en niet alleen op het uiteinde. Pas onderaan loopt het water van het rad. Sinds de introductie van plaatmetaal krijgen de schoepen een gebogen vorm zodat het echte schoepenbakken worden.

De waterturbine is een 18de-eeuwse uitvinding. De turbine werkt dankzij de druk van het water en niet via zijn snelheid of gewicht. Een conische rotor met schroefvormige lobben past binnen een conische kuip. Het water drukt naar beneden en brengt de rotor aan het draaien. In de 19de eeuw wordt de turbine populair. Er bestaan zowel systemen waarbij de rotor centraal zit en het water van buiten naar binnen op de turbine loopt als systemen waarbij de buitenste rand draait en het water van binnen naar buiten stroomt.

Interieur

Op het waterrad is de wateras gemonteerd. Die as brengt de rotatie van het rad over naar de machinerie in de molen. Afhankelijk van de te verwerken producten wordt er gekozen voor een maalinstallatie, een slaginstallatie of een combinatie van beide.

Een maalinstallatie wordt gekenmerkt door twee maalstenen, het steenkoppel, die over elkaar draaien en de grove grondstof vermaalt tot fijne partikels.

Een maalmolen werkt meestal met onderaandrijving. De wateras komt op de benedenverdieping van de molen binnen terwijl de maalinstallatie op de bovenverdieping staat. Alle aandrijfwerken zitten onder de steenkoppels.

De eenvoudigste overbrenging is de enkelvoudige haakse overbrenging van een horizontale naar een verticale as. Een kroon- of kamwiel op de wateras drijf een verticale lantaarn aan die de krachten overbrengt naar de hoger gelegen maalinstallatie. Daar wordt de beweging overgebracht op één of meerdere steenkoppels en op het luiwerk.

Hoewel het meerstapswerk, de techniek om meerdere steenkoppels aan te drijven met één wateras bestaat sinds de 17de eeuw werkt de techniek pas goed na 1870 wanneer gietijzer zijn intrede doet in de molenbouw. Op de wateras worden één of meerdere kroonwielen aangebracht. Op de verticale as wordt een groot sterren- of spoorwiel aangebracht. Dat spoorwiel drijft kleinere lantaarns aan die op hun beurt weer maalstenen aandrijven. Vanuit het meerstapswerk kunnen alle mogelijke gemengde vormen van aandrijving afgeleid worden door extra overbrengingen en lantaarns te voorzien.

Tits vermeldt dat de keuze voor een enkel- of meerwerk afhing van het debiet van een beek of rivier. Op trager stromende beken werden eerder meerwerksmolen geplaatst. Snel stomende beken veroorzaakten meer sleet zodat hier voor het lichtere enkelwerk werd gekozen. 

De steenkoppels liggen op een maalstoel van één tot anderhalve meter hoog. De molenstenen worden afgeschermd door de steenkist. De onderste stilstaande steen wordt de ‘ligger’ genoemd. In het hart van de ligger zit de vondel waarin de bolspil of peerspil draait. Op de bolspil wordt de bovensteen of lopende steen bevestigd. Deze steen is tijdens het draaien in hoogte verstelbaar om de korrel van het meel te bepalen. Daarom kon de vondel opgelicht worden. Bij het lichten ervan grijpt het tandwiel in het kroonwiel en in een taps toelopende kop in de draaiende steen of loper.

Boven de steenkist staat het afstelwerk voor de graantoevoer. Dat bestaat uit een graanpak dat via een tremel met een schuifje geleegd wordt in een hangende schoen. Door een schokkende beweging valt het graan gelijkmatig in het kropgat en wordt vervolgens tussen de stenen vermalen. Het meel dat de steenkist verlaat loopt via de meelgoot in de meelbak en de meelzak.

Er bestaan verschillende types maalmolens die allemaal een gelijkaardige techniek gebruiken. Het onderscheid zit in het type molensteen dat gebruikt wordt. Voor elke graansoort is een ander type maalsteen nodig of een andere scherping van de molensteen.

• De graanmolen gebruikt de hoger beschreven techniek.
• In de boekweitmolen of grutmolen wordt er meer vergruizeld dan gemalen.
• Mosterd wordt gemalen met kleinere stenen en soms zelf in drie stappen.
• De pelmolen ontdoet het gerst of de rijst van de schil. De korrels worden tussen de stenen en de zijkant van de kuip gewreven.
• Verfmolens vermalen grondstoffen tot een pigment voor verf.
• Schorsmolen zorgen voor de nodige leerlooiersgrondstoffen. Ze zijn herkenbaar aan de beduidend grotere stenen.
• In de buurt van brouwerijen zijn moutmolens bekend.
• In archiefdocumenten worden ook buskruitmolens, glazuur- en vernismolens vermeld.

De slagmolens brengen de draaiende beweging van de wateras over naar een verticale beweging. Daarom worden op de hoofdas nokken bevestigd. Die nokken drukken het uiteinde van pivoterende hamers omlaag De hamerkoppen worden opgeheven en vallen vervolgens door hun eigen gewicht in een trog of bak waar ze het ruwe product hamerden.

Verschillende molentypes werkten op hetzelfde staande systeem. Het verschil tussen de molens ligt eerder in de verwerkte producten dan in de hamertechniek. De twee bekendste slagmolens zijn de olieslagmolen en de papiermolen.

De olieslagmolen is al bekend van voor de 16de eeuw. Olieslaan gebeurt door het breken, opwarmen en persen van kool-, raap- of lijnzaad. Er zijn dan ook drie afgescheiden delen in de molen: het stamperblok, het fornuis en het persblok.
Bij de oudste olieslagmolen liep de molenas door het molenhuis. Aan de kant van het waterrad lag de slagbank of perslade en op het einde lag de stamppot waar werd gebroken.
In de vroege 16de eeuw vervangt de kollergang het breken van de zaden. De olieslagmolen wordt dan een gemengde molen. Twee verticaal opgestelde ronddraaiende stenen breken de granen. Ze draaien op een hardstenen steen. Voor deze techniek moet op de wateras een sterrenwiel aangebracht worden dat bovenaan een horizontale lantaarn aandrijft. Die lantaarn drijft op zijn beurt dan weer een tweede lantaarn aan die de beweging terug verticaal overbrengt naar de kollergang.

Papiermolens zijn in België bekend vanaf de 15de eeuw. Het waterrad drijft een hamer- en schepinstallatie aan. De lompen worden met water vermengd in de hamerbakken. De hamers stampen de lompen tot pulp. De rest van het productieproces is handwerk.
In de 17de eeuw wordt de hollander geïntroduceerd. Het is een kuip met een schot. In de ene helft draait een in hoogte verstelbare cilinder voorzien van metalen geribbelde schenen. Het waterrad brengt de cilinder in beweging, de lompenbrei draait rond en wordt door de scherpe schenen uiteen gerafeld.

Andere in Vlaanderen voorkomende slagmolentypes waren de volmolens, de zaagwatermolens, de snuifmolens voor het stampen van tabak tot snuiftabak, de smederijmolens, hennepmolens, cacaomolens, cement-, krijt- en trasmolens,  blauwsel- en lakmoesmolens.