Maaidorser

Een maaidorser, maai-dorsmachine of combine (uitspraak: kombajn), ook wel pikdorser genoemd, is een landbouwmachine voor het maaien en dorsen van zaadgewassen. De van oorsprong getrokken machine is nu voornamelijk zelfrijdend. De combine wordt gebruikt voor het oogsten van granen, koolzaad, graszaad, peulvruchten en maïskorrels. De maaidorsers is één van de economisch meest belangrijke arbeidsbesparende uitvindingen waardoor het deel van de bevolking dat zich met landbouw bezighield aanzienlijk werd verminderd.

De machine is een combinatie van een zwadmaaier, of zelfbinder, en een dorsmachine (vandaar de naam combine). De oogstmachine is uitgerust met een voorzetstuk, een roterende dorstrommel, korven, zeven, en een opslagtank. Hiermee kan het gewas in één werkgang gemaaid, gedorst en geschoond worden. Afhankelijk van het te oogsten gewas wordt een geschikt voorzetstuk gebruikt.

In 1834 nabij het dorp Climax te Michigan bouwden Hiram Moore en John Hascall de eerste succesvol gecombineerde graanoogst-dorsmachine. Op 28 juni 1836 werd een patent voor deze machine aangevraagd.^[1] Vanwege zijn enorme omvang, zijn kostenplaatje, en het feit dat Hiram Moore de zwadmaaier en dorsmachine combineerde op een moment dat geen van beide machines geperfectioneerd waren, is de uitvinding nooit op de markt gebracht. Sommige van Hirams uitvindingen werden echter verkocht en verscheept naar de westkust van de Verenigde Staten om er op de enorme velden van Californië te werken. De Australiër Hugh Victor McKay las over de oogstmachines in Californië en besloot in januari 1885 om een stripper-oogstmachine te bouwen. De gewone stripper machine verzamelde enkel de aren zonder deze verder te dorsen, en liet de stengels in het veld achter. De stripper-oogstmachine van H. V. McKay die daarentegen de gestripte aren wel dorste, werd op 24 maart 1885 gepatenteerde als de Sunshine Harvester.^[2] Deze machine wordt beschouwd als de allereerste commercieel succesvolle combine. Headlie Shipard Taylor uit New South Wales, verbeterde het concept van de stripper-oogstmachine door er een maai-oogstmachine van te maken. Nu werden de aren afgesneden met een heen en weer bewegend mes en niet meer gestript. Deze maaidorser kon beter overweg met gelegerde (plat op de grond liggende) gewassen. Headlie Taylor sloot in 1916 een overeenkomst met H. V. McKay om de maaidorser te fabriceren onder de Sunshine merknaam.^[3] In de daaropvolgende beginjaren van de maaidorser werd de oogstmachine vaak getrokken door een groot aantal paarden of muilezels, en pas later door tractoren. Vanaf de jaren vijftig van de 20ste eeuw ontwikkelde zich het gebruik van zelfrijdende maaidorsers. In 1952 kwam de Claeys MZ uit het West-Vlaamse Zedelgem op de markt, de eerste Europese zelfrijdende maaidorser die in grote aantallen werd geproduceerd.^[4]

• 
  Sunshine maaidorser in Henty, New South Wales
• 
  Maaidorser getrokken door 33 paarden omstreeks 1902 in Walla Walla, Washington
• 
  Getrokken maaidorser in Blyth, Zuid-Australië
• 
  Clays MZ uit 1955

Het benodigde vermogen, om een correct werking van de zelfrijdende maaidorser te voorzien, wordt geleverd door een dieselmotor. De gebruikte vermogens liggen tussen de 100 en 600 kW. Het vermogen van de dieselmotor moet overgedragen worden naar de mechanismen verantwoordelijk voor het oogsten van het gewas. De overdracht van het vermogen, van de dieselmotor, naar de oogstmechanismen gebeurt voornamelijk via cardanassen, riemen zoals V-snaren, kettingen, en hydraulische en elektrische actuatoren. De wielen van de maaidorser zijn mechanisch of veeleer hydraulisch aangedreven.

Om het te oogsten gewas te transporteren naar het dorsgedeelte heeft de maaidorser een voorzetstuk nodig. Dit voorzetstuk verzamelt de planten van het veld en transporteert ze naar de invoereenheid. De maaibreedte van zo een voorzetstuk kan variëren van 3 tot 18 meter.^[5] Het voorzetstuk wordt voor de cabine bevestigd, zodat het aansluit op de invoereenheid. Deze invoereenheid bestaat uit een omsloten opvoerband of invoerketting, afgebeeld als nummer 4 in Figuur I, die het gewas transporteert over een stenenvangersgoot (zie nummer 5 in het Figuur I) naar het dorsgedeelte. Stenen die anders stroomafwaartse onderdelen zouden beschadigen, vallen nu in de stenenvangersgoot.

Afhankelijk van het type gewas, en de staat waarin het zich bevindt, is een uniek voorzetstuk nodig. De drie populairste voorzetstukken zijn het maaibord voor graan, het plukvoorzetstuk en de opraper.

Het maaibord voor graan maakt gebruik van een vingermaaibalk aan de voorkant om de stengels van het gewas boven de grond af te snijden. Deze maaibalk is voorzien van een heen en weer bewegend gekarteld mes dat doorheen stilstaande vingers beweegt. Het werkingsprincipe is ietwat analoog aan een heggenschaar met als verschil dat slechts één gekarteld mes heen en weer beweegt, en dat het mes omhuld wordt door stilstaande vingers. Een langzaam draaiende haspel met metalen tanden, zie nummer 1 in Figuur I, zorgt ervoor dat het afgesneden gewas op het maaibord valt. Een vijzel of transversale (lopende in de richting haaks op de rijrichting) opvoermat, afgebeeld in Figuur II, transporteert het afgesneden gewas naar het midden van het maaibord. Intrekbare pennen (uitgelicht in de eerste externe link) in het midden van de vijzel, of een longitudinale (lopende in dezelfde richting als de de rijrichting) opvoermat, brengt het gewas vervolgens naar het invoereenheid. Als het gewas gelegerd is kan de haspel het gewas enigszins oprapen. Bij een gelegerd gewas kunnen ook arenheffers, afgebeeld in Figuur III, gebruikt worden om het gelegerde gewas op te tillen en de maaibalk te beschermen.^[7] Ook afgebeeld in Figuur III zijn de tastbeugels die onderaan het maaibord reageren op oneffenheden van de bodem. Sensoren detecteren de uitslag en sturen de hoogte van het maaibord aan. Tot slot kan een graanmaaibord ook worden uitgerust met verticale schaarmessen, afgebeeld in Figuur IV aan de zijkanten van het maaibord. Deze dienen om makkelijker de werkgangen te scheiden bij het oogsten van koolzaad. Een verticaal mes voorkomt dat platliggend gewas verstrengeld, waardoor er zaadverlies kan optreden.^[8] Meestal is een graanmaaibord niet opklapbaar en vereist het bij grote breedtes een aparte transportwagen.

Het plukvoorzetstuk is te herkennen aan de aanwezigheid van de uitstekende punten, torpedo's genoemd, die tussen de maïsrijen lopen. Deze torpedo's leiden de maïsplant naar afrisplaten, zijnde twee schuin oplopende platen waar de maïsstengels precies tussen passen maar de kolven niet. Onder deze twee afrisplaten zitten twee naar elkaar toe draaiende plukrollen. Deze plukrollen trekken de stengel naar beneden, terwijl de maïskolven op de twee afrisplaten stuiten. De kolven zijn te groot om te ontsnappen tussenin de afritsplaten en worden met behulp van twee toevoerkettingen (toevoervingers), die boven de afrisplaten lopen, naar de vijzel gebracht. Deze voert de verzamelde kolven naar de invoereenheid. Terwijl de plukrollen de stengels naar beneden trekken snijden draaiende messen onder de plukrollen de stengels in stukken. Deze stukken stengel belanden onder het plukvoorzetstuk en komen op het land te liggen. De tweede externe link toon een animatievideo over de werking van het plukvoorzetstuk. Naast maïs kan dit plukvoorzetstuk ook zonnebloemen oogsten waardoor dit maaibord een alternatief vormt voor een speciaal zonnebloemmaaibord, afgebeeld in Figuur V. Meestal is een plukvoorzetstuk opklapbaar, is het dat niet, dan is een transportwagen nodig.^[9]

Een opraper heeft meestal een rubberen (longitudinale) opraapband met tanden om het gewas van de grond te tillen. In de meeste gevallen transporteert een vijzel het gewas van de opraapband naar het midden van het voorzetstuk. Hier zorgen intrekbare pennen dat het plantmateriaal richting de invoereenheid wordt gebracht. Deze maaiborden worden gebruikt voor gewassen zoals koolzaad of graszaad die eerder al gemaaid zijn door een zwadmaaier en in zwaden liggen. Dit zwadmaaien wordt gedaan bij gewassen welke last hebben van zaaduitval.^[10] De techniek is onder meer nuttig in noordelijke klimaten zoals Canada, waar het gewas beschermd kan worden tegen hagel of vorst door het tijdig te maaien. Zwadmaaien kan ook het rijpproces versnellen en eventuele problemen van ongelijkmatige zaadrijping, aantasting door onkruid, of ziekten verminderen.^[11]

Het dors- en scheidingsgedeelte zit verborgen achter de grote zijpanelen aan weerszijden van de maaidorser. Er zijn hoofdzakelijk twee systemen die in maaidorsers worden gebruikt om het gewas te dorsen (d.w.z. de zaden, erwten of bonen losmaken van de rest van de plant) en te scheiden. Het eerste systeem bestaat uit 1 of meerdere dorstrommels, tangentieel opgesteld tegenover de gewasstroom, in combinatie met een lattenschudder. Het tweede systeem gebruikt één of twee axiaal gepositioneerde dorsrotoren. In beiden gevallen wordt de gewasstroom tussen een roterende cylinder en een mantel gevoerd waar via wrijving het zaad van het restmateriaal wordt gescheiden, en tussen de openingen van de mantel valt. Afhankelijk van het te oogsten gewas worden er andere mantels, ook wel dorskorven genoemd, gebruikt.

Het conventionele dorssysteem bestaat uit één of meerdere transversaal geplaatste dorstrommels in combinatie met een lattenschudder. Het gewas wordt tangentieel aan de dorstrommel ingevoerd. De planten worden tussen deze eerste trommel en dorskorven, een buitenste kooi, getrokken waardoor de zaden loskomen van de plant. De meeste conventionele maaidorsers hebben echter meer dan één dorscilinder. Het merendeel van het dorsproces vindt steeds plaats onder de eerste dorstrommel terwijl de daaropvolgende rotor(en) de resterende zaden van het gewas proberen te scheiden. Een laatste afneemtrommel, zie nummer 21 in Figuur I, wordt vaak gebruikt om terugvoer te voorkomen (dat is wanneer het plantmateriaal niet van de voorlaatste trommel af wil komen), en om het gewas netjes op de lattenschudder, zie nummer 8 in Figuur I, te leggen. Deze schudders, ook wel stroschudders genoemd, bestaan uit verschillende secties die worden aangedreven door een krukas. De lattenschudder tilt, schudt en tuimelt het gewas, waardoor de laatste zaden door de openingen van de lattenschudder vallen, en in het reinigingsgedeelte terechtkomen.

Het tweede systeem gebruikt een (paar) longitudinaal, beter bekend als axiaal, geplaatste rotor(en). In tegenstelling tot het conventionele systeem, waar de gewasstroom tangentieel is aan de dorselementen, moet bij dit systeem de gewasstroom overgaan van een beweging in lijn met de rijrichting naar een axiale schroeflijn. Een dynamische invoerwals, ook wel blazentrommel of aanvoerversneller genoemd, begeleidt de tangentiële gewasstroom vanuit de invoereenheid naar de axiale rotor(en). Het onderste deel van de rotor(en) is omhult door dorskorven om het dorsen te bewerkstelligen. Rotorschoepen bovenop de rotor zorgen voor een soepele gewasstroom naar de achterkant van de axiale rotor(en), waar het restgewas wordt weggeleid. Een axiaaldorser gebruikt centrifugale werking om de laatste graankorrels, bonen of erwten van de plant te scheiden, terwijl conventionele maaidorsers vertrouwen op de zwaartekrachtafhankelijke lattenschudder. Een axiaaldorser kan grotere capaciteiten behalen dan een conventioneel dorssysteem met stroschudders. Deze laatste dorstechniek is echter geschikt wanneer een landbouwer hoge strokwaliteit wenst. De centrifugale werking kan namelijk het stro tijdens het dors- en scheidingsproces beschadigen.

Er bestaan ook hybride dorsuitvoeringen, uitgelicht in de derde externe link, die niets anders zijn dan een conventioneel dorssysteem waarbij de lattenschudder, die voor de scheiding zorgt, vervangen is door een (paar) axiaal geplaatste rotor(en). Tot slot bestaan er ook transversale dorssystemen, vooral bekend door het Amerikaanse maaidorsersmerk GLEANER, waarbij gewerkt wordt met een excentrische (niet centrale) invoereenheid. Het gewas wordt via invoerkettingen naar een grote transversale dorsrotor gebracht. Door de excentrische invoereenheid komt het gewas niet centraal toe in de dorsrotor maar aan de zijkant.^[12] Vervolgens draait het gewas rond de transversaal geplaatste rotor terwijl het ook opschuift naar de andere zijkant van de maaidorser. Het gewas volgt dus de beweging van een transversale schroeflijn binnenin de maaidorser. De breedte van de maaidorser is beperkt waardoor de lengte van deze dorsrotor kleiner is dan die bij axiaaldorsers, terwijl de diameter groter kan zijn.

Onafhankelijk van het dors- en scheidingssysteem moet het restmateriaal (bijvoorbeeld stro) worden afgevoerd na het scheidingsgedeelte. In beide systemen is een strohakselaar, zie nummer 17 in Figuur I, aanwezig die het restmateriaal met roterende messen kan snijden zodat de plantenresten versnipperd worden over het land. In sommige gevallen bevinden er zich achter de strohakselaar nog strooischijven, afgebeeld in Figuur VI, die het restgewas breder kunnen uitspreiden over het veld. Deze strooischijven zijn vooral interessant indien de maaidorser uitgerust is met een breed maaibord. De landbouwer wil namelijk het restmateriaal over de gehele werkbreedte egaal verspreiden zodat dit restgewas kan worden opgenomen door de bodem. Vaak wilt de landbouwer echter het restmateriaal in balen persen om later als strooisel of voeding voor zijn vee te gebruiken. In dat geval moet de strohakselaar omzeild kunnen worden. De plantenresten worden dan dankzij een verstelbare klep over de strohakselaar geleid. Nu wordt het restmateriaal in een zwad gelegd, klaar om later te worden geperst in balen.

Wat uit de korven komt gevallen is niet per se schoon zaad maar een mix van graankorrels, bonen, of erwten; kaf, of peulschillen; en kleine stukjes blad en stengel. Dit mengsel moet verder gereinigd worden. Dit gebeurt in het reinigingsgedeelte dat er hetzelfde uitziet ongeacht het dorssysteem. Het zaad dat uit de dorskorven valt komt op de voorbereidingsbodem, zie nummer 9 in Figuur I, en bovenzeef terecht. Onder de bovenzeef zit meestal nog een onderzeef. De bovenzeef heeft grotere gaten dan de onderzeef. Afhankelijk van het te oogsten gewas worden er andere zeven gebruikt. Een ventilator blaast een luchtstroom door de zeven waardoor alleen de zwaardere delen (de zaden) door de verschillende zeven vallen terwijl de lichtere delen uit de maaidorser worden geblazen. Het materiaal dat op de bovenzeef blijft liggen bestaat uit kaf en lege aren. Dit plantmateriaal valt uit de maaidorser, en terug op het land. Alles wat op de onderzeef blijft liggen bestaat uit half- of ongedorste aren en korrels die nog aan het kaf vastzitten. Dit materiaal wordt opnieuw naar de dorstrommel getransporteerd via de retourvijzel, afgebeeld als nummer 13 in Figuur I. Op die manier wordt dit plantmateriaal nogmaals gedorst. Wat wel door de onderste zeef heen valt is voornamelijk schoon zaad dat naar de graantank wordt getransporteerd.

Het reinigingsproces werd vroeger uitgevoerd na het dorsen met een dorsvlegel. Dit manueel proces gebeurde met behulp van een wan. Later werd dorsen met een dorsvlegel vervangen door de dorskast, en werd de wan vervangen door de wanmolen. Uiteindelijk zijn beiden stationaire processen gecombineerd in de mobile combine.

Voor een schoon resultaat moet de snelheid van de luchtstroom door de zeven goed afgesteld worden. Is deze te laag, dan gaan er met het zaad ook stukjes stro mee naar de zaadopslag. Is deze te groot dan wordt het zaad gedeeltelijk weggeblazen uit de maaidorser. De snelheid van de ventilator wordt in moderne maaidorsers automatisch bijgestuurd aan de hand van verschillende sensoren. Om de beste reiniging te bekomen moet het geoogste gewas gelijkmatig over de zeven verdeeld zijn. Zelfnivellerende zeven kunnen aan de hand van sensoren het gewas gelijkmatig verdelen wanneer de maaidorser zich op heuvelachtig terrein begeeft. Akkers gelegen op forse hellingen vergen een maaidorser uitgerust met een onderstel bestaande uit een automatisch nivelleringssysteem. Zo een onderstel bestaat uit hydraulische cilinders die ervoor zorgen dat de volledige machine, zowel voor- als achterover, als zijdelings vlak blijft.

De korrels worden via de korrelopvoerband, afgebeeld als nummer 15 in Figuur I, naar de korrelopslagtank (graantank) getransporteerd. Grote maaidorsers kunnen 10 tot 20 duizend liter graan opslaan in de graantank die zich veelal bevindt tussen de chauffeurscabine en de dieselmotor, afgebeeld als nummer 19 in Figuur I. De tank dient als tijdelijke opslag, en als mogelijkheid voor de bestuurder om het geoogste product visueel te inspecteren. Sensoren waarschuwen de bestuurder wanneer de graantank vol is. Dankzij een losvijzel op de bodem van de tank kan het geoogste product uit de graantank gehaald worden. Vanaf dan kan het graan in een kipper naast de maaidorser worden gestort. Op dit punt is het gewas geoogst, van het veld af, en klaar voor verder transport.

• 
  Figuur II: een maaidorser met een graanmaaibord dat uitgerust is met een transversale en longitudinale (centraal deel maaibord) opvoermat
• 
  Figuur III: een graanmaaibord met rode arenheffers die gemonteerd zijn op de vingermaaibalk. Duidelijk in beeld is de grote rode haspel die bestaat uit vier delen. Zie ook de grijze intrekbare pennen centraal op de vijzel en de vier tastbeugels onderaan de zijkanten van het maaibord.
• 
  Figuur IV: maaidorser met verticale schaarmessen aan de zijkanten van het graanmaaibord in Glemsford, Verenigd Koninkrijk
• 
  Maaidorser met opklapbaar graanmaaibord in Ruma, Servië
• 
  Maaidorser die zijn graanmaaibord op een transportwagen laat zakken in Thury, Frankrijk
• 
  Maaidorser tijdens het wegtransport. Het graanmaaibord is losgekoppeld van de invoereenheid en verzet op een transportwagen, voortgetrokken door de maaodorser.
• 
  Figuur V: maaidorser met zonnebloemmaaibord
• 
  Maaidorser met ingeklapt plukvoorzetstuk
• 
  Figuur VI: maaidorser met achter de strohakselaar strooischijven
• 
  Maaidorsers voor het oogsten van kleine proefpercelen

1. ↑ ASABE - American Society of Agricultural and Biological Engineers > About Us > About ASABE > History > ASABE Historic Landmarks > Moore Haskall Combine - 1978. www.asabe.org. Gearchiveerd op 6 april 2024. Geraadpleegd op 5 april 2024.
2. ↑ (en) Lack, John. Hugh Victor McKay (1865–1926). National Centre of Biography, Australian National University, Canberra.
3. ↑ (en) Hallett, M. L.. Headlie Shipard Taylor (1883–1957). National Centre of Biography, Australian National University, Canberra. Gearchiveerd op 6 april 2024.
4. ↑ Revolutie op het veld · Centrum Agrarische Geschiedenis (CAG). cagnet.be. Geraadpleegd op 6 april 2024.
5. ↑ van den Broek, Willem (september 2009). Losvijzel maaidorser in twee delen. LandbouwMechanisatie 2009
6. ↑ (en) United Soybean Board. Flickr. Gearchiveerd op 6 april 2024. Geraadpleegd op 5 april 2024.
7. ↑ Simmelink, Johan (juni 2015). Maaien en invoeren. LandbouwMechanisatie 2015
8. ↑ Module Grote oogstmachines - PDF Free Download. docplayer.nl. Geraadpleegd op 29 mei 2024.
9. ↑ Gebruik machines B. Oogstmachines - PDF Gratis download. docplayer.nl. Gearchiveerd op 4 april 2024. Geraadpleegd op 4 april 2024.
10. ↑ Gravenhage, 's (13 mei 1960). Prijzen en technische gegevens van MAAIDORSERS. Landbouw-economisch instituut, p. 18.
11. ↑ (en) Vera, C. L., Downey, R. K., Woods, S. M., Raney, J. P., McGregor, D. I. (1 januari 2007). Yield and quality of canola seed as affected by stage of maturity at swathing. Canadian Journal of Plant Science 87 (1): 13–26. ISSN:0008-4220. DOI:10.4141/P05-077.
12. ↑ Full Line Ag, How a Transverse Combine works (Gleaner Combine animation) (13 mei 2019). Geraadpleegd op 8 september 2024.

• Intrekbare pennen, ook wel invoervingers genoemd - video over de werking van de invoervingers op YouTube
• Plukvoorzetstuk - animatievideo over de werking van het plukvoorzetstuk op YouTube
• Conventioneel, Axiaal (niet conventioneel) dorsen en de Hybride dorsuitvoering - animatievideo over de drie dorssystemen op YouTube

Mediabestanden die bij dit onderwerp horen, zijn te vinden op de pagina Maaidorsers op Wikimedia Commons.