Bovenas

thumb|Houten bovenas met schuin daarboven de luias van het luiwerk van de Doesburger molen thumb|Met vulstukken omklede gietijzeren bovenas thumb|De Prins van Oranje bovenas thumb|Halssteen voor een gietijzeren bovenas thumb|Gebroken broeksteen voor de pen van een houten bovenas thumb|Houten bovenas uit de standerdmolen in Kottmarsdorf, Duitsland thumb|Houten bovenas uit de standerdmolen Huizermolen thumb|Gietijzeren as in Engeland, waarbij de kruisarmen van het bovenwiel door de as gestoken worden

De molenas, bovenas of kortweg as is de as van een windmolen waaraan het gevlucht of wiekenkruis is bevestigd.

De bovenas drijft de verticale koningsspil of de steenspil aan. De koningsspil is de hoofdas van de molen, die meerdere werktuigen in beweging brengt. Een steenspil is een vergelijkbare as, maar die drijft rechtstreeks een maalkoppel aan. Ook kleinere werktuigen kunnen door de bovenas aangedreven worden, zoals het luiwerk.

De haakse overbrenging wordt traditioneel verzorgd door een tandwiel en een kamwiel: het bovenwiel zit aan de bovenas en het kamwiel, de bonkelaar, zit aan de koningsspil of de steenspil. Een later alternatief is een paar conische tandwielen, die veel minder energieverlies geven.

Tot de 18e eeuw waren bovenassen van hout, in de eeuwen daarna steeds meer van gietijzer, soms gecombineerd met hout. Hoewel ze lang meegaan zijn het slijtagedelen.

Materiaal

Hout Tot het eind van de 18e eeuw waren bovenassen altijd van hout; ander geschikt materiaal bestond niet. Hout is trekvast, maar op enkele kostbare soorten na niet erg vormvast, drukvast of slijtvast. Eikenhout kan die eigenschappen deels krijgen als het meer dan een jaar gewaterd en gedroogd wordt, zodat een molenaar ver tevoren moest inschatten wanneer de as aan vervanging toe zou zijn. Tot het midden van de achttiende eeuw werden bovenassen gemaakt uit één boom, dus die moest ver tevoren gereserveerd worden. Pas later bouwde men assen op uit vier lengtedelen.

Problematisch was onverwachte schade aan de bovenas: een jaar wachten was geen optie en er moest in allerijl vervanging gezocht worden. Soms werd de as van een andere molen gekocht, maar wegens gebrek aan standaardisering was dit problematisch. Assen werden soms over grote afstanden verscheept, en desnoods werd de molenkap aangepast om een tweedehands as te kunnen plaatsen. De assen werden aanvankelijk uit één boom gemaakt en de gaten voor de roeden kwamen in het harde hout van bij de wortelaanzet van de stam.

Gietijzer De eerste gietijzeren assen kwamen uit Engeland. Pas in 1836 werden er Nederlandse assen gefabriceerd.

Gietijzer had veel minder logistieke puzzels dan hout en werd steeds meer toegepast, ondanks de nadelen. De eerste metalen assen werden gemaakt uit lamellair gietijzer, wat erg bros is en dus vrijwel geen trekvastheid heeft, maar wel drukvast en slijtvast is. Daarmee heeft het vrijwel de tegengestelde eigenschappen van hout, wat aanpassingen in de bouw en een andere kijk van de molenaar vereiste. Onder andere kan een gietijzeren as breken als de wieken bij hoge snelheid te plotseling gevangen (geremd) worden. In het begin werden gietijzeren assen omkleed met vulhout, wat het geheel meer treksterkte gaf.

De grootste nadelen verdwenen na de ontwikkeling van nodulair gietijzer in de Tweede Wereldoorlog: vanwege de betere treksterkte breekt dit minder snel en vanaf 1950 wordt dit materiaal vrijwel algemeen toegepast. In Nederland zijn er nog maar enkele molens met een houten bovenas, en dan nog meestal met een gietijzeren insteekkop. Dit zijn vaak kleinere molens zoals standerdmolens, bijvoorbeeld de Doesburger molen en de molen Tot Voordeel en Genoegen.

Uitvoering De bovenas heeft vooraan een hals en achteraan een pen. Het halslager draagt 80% van het gewicht en het penlager de rest. Het zijn allebei glijlagers, in Nederland meestal van arduinstenen. Ook brons komt voor, en hier en daar gietijzer met een oppervlak van babbittmetaal. Afwijkend is het dekkerlager, een rollager van gietijzer.

Over het penlager zit een ijzeren beugel, de springbeugel, die ervoor zorgt dat de as met het wiekenkruis niet naar voren kan kantelen (dompen). Dit dompen kan gebeuren als de wind van achteren op de wieken blaast of tijdens het vangen.

Constructief hebben de meeste molens geen vier wieken, maar twee roeden. Die worden door de kop van de bovenas gestoken en moeten voor elkaar passeren. De ene roede draait dus verder van de molenromp dan de andere. Dit geeft dynamische onbalans, wat gecompenseerd wordt door de binnenroede iets naar voren te buigen. Dit heet porring. Een andere bron van onbalans is het hekwerk met de zeilen. Behalve bij dwarsgetuigde wieken is dit aan een kant van de roede breder en zwaarder dan aan de andere kant. Ter compensatie worden de roeden vanaf ongeveer 1900 iets excentrisch door de askop gevoerd.

Houten assen Op de pen van een houten as zit de walpen. De houtbewerker heeft die nodig bij het rondmaken (afdraaien) van de as en hij komt ook van pas bij het ophijsen.

De pen wordt aan de buitenkant versterkt met een gietijzeren muts of schenen (ijzeren strips), of binnenin met een ijzeren insteekpen; bij gietijzeren bovenassen komt overigens ook een soort muts voor: een wrijfplaat, zoals bij De Koe.

Het bovenwiel zit gewoonlijk op de as geklemd met vier houten vulstukken, die in ijzeren knuppelstroppen zitten. Een alternatieve bevestiging is aan kruisarmen die door de as gestoken zijn.

Gietijzeren assen Achter de askop zit er een groef, het zogenaamd waterhol, wat ervoor zorgt dat er langs de as geen regenwater naar binnen kan lopen. Achter de hals zit aan één kant van de as een vlak gedeelte of knobbel dat is ontstaan tijdens het gieten van de as. Het heeft gediend als expansie tijdens het afkoelen van de as nadat deze gegoten was. Soms wordt dit vlak gedeelte of knobbel gebruikt voor het optempelen van de as. Op het aslichaam zitten vier ribben ter versteviging.

Een gietijzeren as rust in een twee tot drie centimeter diepe uitholling in de stenen, die enkele keren per maaldag gesmeerd wordt met reuzel. De stenen liggen op een kwastvrij plankje, waardoor ze zich goed kunnen zetten. Er komen ook halslagers voor met een bronzen of Teflon-schaal op een houten lagerblok. Afwijkend is het dekkerlager: dit rollager heeft twee rollen in een gietijzeren bak en vereist een hardstalen manchet om de hals van de bovenas om overmatige slijtage te voorkomen. Bij verschillende Groninger molens ligt de bovenas op een gietijzeren lager met een lagerschaal van babbittmetaal.Gietijzeren halslagers in Groninger molens. Gearchiveerd op 27 januari 2023.

Het halslager rust op de windpeluw en het penlager op de penbalk. Het penlager ligt op een pensteen of broeksteen. Tegen de achterkant van de as staat bij een pensteen gewoonlijk een arduintegel of een bronzen tegelplaat om de achterwaartse winddruk op de wieken op te vangen. Er kan echter ook een taats in de pen zitten om de winddruk op te vangen; in dat geval zit er aan de achterkant een gehard stalen plaat, de knolplaat.

Doorboorde as Een bovenas kan in de lengterichting doorboord zijn voor de bediening van de remkleppen of voor zelfzwichting. Door de boring loopt dan een stang die via een zogenaamde spin de remkleppen, de jaloezieën of de kleppen bedient. Aan het andere eind van de stang zit een hefboom die met de hand of met gewichten bediend kan worden.

De gewichten hangen aan een ketting en bepalen het moment waarop er bijgeregeld wordt. Oude bovenassen hadden soms een mechanisme waarmee ze zichzelf met windkracht konden doorboren vanaf de penzijde.

Ligging van de as De bovenas ligt iets achterover in de kap, omdat het gevlucht bij bepaalde molens, zoals de ronde stenenmolen en de houten achtkant, iets achterover moet staan om te voorkomen dat de wieken tegen de molenromp slaan. Daarom ligt de bovenas onder een hoek van 17 graden, maar bij een standerdmolen onder een hoek van 11 graden. Bij de spinnenkop met een vierkant onderhuis ligt de as onder een grotere hoek.

Gietijzeren bovenassen in Nederland In Nederland werd de eerste deugdelijke gietijzeren bovenas gegoten in 1836, door Etablissement Fijenoord, een onderdeel van de Nederlandsche Stoomboot Maatschappij. Het bedrijf kreeg een octrooi voor vijf jaar, daarna konden ook andere bedrijven bovenassen gaan gieten. Een bekend gietmodel is dat van Straver uit Almkerk.

Er zijn of waren verschillende fabrikanten van gietijzeren bovenassen, zoals: Fijenoord, Rotterdam L.I. Enthoven & Co., 's-Gravenhage De Prins van Oranje, 's-Gravenhage H. Hartogh Heysj, Delft Penn & Bauduin, Dordrecht Kon. Ned. Grofsmederij, Leiden D.A. Schretlen, Leiden Wed. Sterkman, 's-Gravenhage Boddaert & Versluus, Middelburg; komen in Zeeland voor en zijn dunner dan de andere assen H.J. Koning, Foxham Hardinxveld-Giessendam, tegenwoordig Gieterij Hardinxveld, Hardinxveld; in de 21e eeuw worden er nog assen gegoten met het gietmodel van Straver. IJzergieterij Geraedts, Baarlo (Limburg); hier worden nieuwe assen gegoten met het gietmodel van Straver. Het asnummer en de naam van de gieterij staan op de askop in plaats van het aslichaam.

Buitenlandse gietijzeren assen In Engeland bestaan gietijzeren assen waarbij de kruisarmen van het bovenwiel door de as gestoken worden.

Fotogalerij

Externe link Gieten van de bovenas in 2004 voor Windlust (Nieuwerkerk aan den IJssel)

Categorie:Bouwkundig onderdeel Categorie:Windmolen