Maaidorser

Een maaidorser, maai-dorsmachine of combine (uitspraak: kombajn), ook wel pikdorser genoemd, is een landbouwwerktuig 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. Maaidorsers zijn een 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 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 gekozen.

Geschiedenis[bewerken | brontekst bewerken]

In 1834 nabij het dorp Climax (Michigan), bouwden Hiram Moore en John Hascall de eerste succesvol gecombineerde graanoogst-dorsmachine. Op 28 juni 1836 werd een patent van deze combine aangevraagd.^[1] Vanwege zijn enorme omvang, kostenplaatje, en het feit dat Hiram Moore de zwadmaaier en dorsmachine probeerde te combineren op een moment dat geen van beide machines waren geperfectioneerd, is de machine nooit op de markt gebracht. De Australiër Hugh Victor McKay las over de maaidorsers in Californië en besloot in januari 1885 om een prototype van een stripper-oogstmachine te bouwen. De stripper 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 combine wordt beschouwd als de allereerste commercieel succesvolle maaidorser. Headlie Shipard Taylor uit Nieuw-Zuid-Wales, verbeterde het concept van de stripper-oogstmachine door er een maai-oogstmachine van te maken (welke de aren afsneed met een heen en weer bewegend mes) die beter overweg kon met gelegerde (plat op de grond liggende) gewassen. Headlie Taylor sloot een deal met H. V. McKay in 1916 om de maaidorser te fabriceren onder de Sunshine merknaam.^[3] In de beginjaren van de oogstmachine werd de maaidorser vaak getrokken door een groot aantal paarden of muilezels, later door tractoren. Vanaf de jaren vijftig van de 20ste eeuw ontwikkelde zich het gebruik van zelfrijdende maaidorsers, en in 1952 kwam de Claeys MZ uit het West-Vlaamse Zedelgem op de markt, de eerste Europese zelfrijdende combine die in grote aantallen werd geproduceerd.^[4]

Een "Sunshine" maaidorser te Henty, Nieuw-Zuid-Wales.
Een maaidorser getrokken door 33 paarden omstreeks 1902 te Walla Walla, Washington.
Een getrokken maaidorser te Blyth, Zuid-Australië.
Clays MZ uit 1955 te Saint-Loup, Frankrijk.

Invoergedeelte[bewerken | brontekst bewerken]

Om het 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. Het voorzetstuk wordt onder de cabine bevestigd, zodat het aansluit op de invoereenheid. Deze invoereenheid bestaat uit een omsloten opvoerband (vaak een invoerketting) die het gewas transporteert, over een stenenvanger, naar het dorsgedeelte. De stenen die anders stroomafwaartse onderdelen zouden kunnen beschadigen, vallen in de stenengoot.

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 (kolvenplukker), en de opraper.

graanmaaibord[bewerken | brontekst bewerken]

Het maaibord voor graan maakt gebruik van een maaibalk aan de voorkant om de stengels van het gewas een stukje 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 analoog aan een heggenschaar, met als verschil dat slechts één gekarteld mes heen en weer beweegt, en dat het bewegende mes omhuld wordt door stilstaande vingers. Een langzaam draaiende haspel met metalen tanden zorgt ervoor dat het afgesneden gewas op het maaibord valt, en door een vijzel of transversale opvoermat (rubberen transportband), naar het midden van het maaibord wordt getransporteerd. Intrekbare pennen in het midden van de vijzel of een longitudinale opvoermat, brengen het gewas vervolgens naar het invoereenheid. Als het gewas gelegerd is kan met de haspel het gewas opgepakt worden. Bij een gelegerd gewas kunnen ook arenheffers gebruikt worden om te voorkomen dat het mes de aren afknipt en laat vallen. Meestal is een graanmaaibord niet opklapbaar en vereist het bij grote breedtes een aparte transportwagen.

plukvoorzetstuk (kolvenplukker)[bewerken | brontekst bewerken]

De kolvenplukker is te herkennen aan de aanwezigheid van de uitstekende punten (torpedo's) die tussen de maïsrijen doorlopen. Deze punten leiden de plant naar afrisplaten, zijnde 2 schuin oplopende platen waar de maïsstengels precies tussen passen. Onder deze 2 afrisplaten zitten 2 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 2 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 stengel in stukken. Deze stukken stengel belanden onder het plukvoorzetstuk en komen op het land te liggen. Naast maïs kan dit plukvoorzetstuk ook zonnebloemen oogsten waardoor dit maaibord een alternatief vormt voor een speciaal zonnebloemmaaibord. Meestal is een plukvoorzetstuk opklapbaar, is het dat niet, dan is een transportwagen nodig.^[6]

opraper[bewerken | brontekst bewerken]

Een opraper heeft meestal een rubberen (longitudinale) opraapband met tanden om het gewas van de grond op 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 al zijn gemaaid zijn door een zwadmaaier en worden neergelegd in zwaden. Dit zwadmaaien 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 de eventuele problemen van ongelijkmatige zaadrijping, aantasting door onkruid, en ziekten verminderen.^[7]

Dors- en scheidingsgedeelte[bewerken | brontekst bewerken]

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 conventioneel systeem bestaat uit 1 of meerdere dorstrommels, tangentieel opgesteld tegenover de gewasstroom, en in combinatie met een lattenschudder. Het tweede systeem gebruikt 1 of 2 axiaal gepositioneerde dorsrotoren. In beiden gevallen wordt de gewasstroom tussen een roterende cylinder en een mantel (korf) gevoerd waar via wrijving het zaad van het restmateriaal (bv stro) wordt gescheiden, en tussen de openingen van de mantel valt.

Conventioneel dorsen[bewerken | brontekst bewerken]

Een zicht op de werking van de lattenschudder. Er zijn 4 bewegende secties zichtbaar die elk door een deel van een krukas zijn aangedreven.

Het conventionele dorssysteem bestaat uit 1 of meerdere transversaal geplaatste rotoren (dorstrommels) en een lattenschudder (stroschudders). Het gewas wordt tangentieel aan de dorstrommel ingevoerd. De planten worden tussen deze eerste trommel en de korf (een buitenste kooi) getrokken waardoor de zaden loskomen van de plant. De meeste conventionele maaidorsers hebben echter meer dan één dorscilinder. Het grootste deel van het dorsen vindt dan wel nog steeds plaats onder de eerste dorstrommel, terwijl de daaropvolgende rotor(en) de resterende zaden van het gewas proberen te scheiden. Een laatste trommel (afneemtrommel genoemd) 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 te leggen. Deze schudders bestaan uit verschillende secties die worden aangedreven door een krukas. De lattenschudder tillen, schudden en tuimelen het gewas, waardoor de laatste zaden door de openingen van deze stroschudders vallen en in het reinigingsgedeelte terechtkomen.

Axiaal dorsen^[6][bewerken | brontekst bewerken]

Het tweede systeem gebruikt een (paar) longitudinaal/axiaal geplaatste rotor(en). In tegenstelling tot het conventionele systeem (waar de gewasstroom tangentieel is aan de dorselementen), moet in dit systeem de gewasstroom overgaan van een tangentiele beweging 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 rotoren is omhult door de korven om het dorsen te bewerkstelligen. Rotorschoepen bovenop de rotor zorgen voor een soepele gewasstroom naar de achterkant van de axiale rotor, waar het restgewas wordt weggeleid. Een axiaaldorser gebruikt de centrifugale werking om de laatste graankorrels, bonen of erwten van de plant te scheiden, terwijl conventionele maaidorsers vertrouwen op de zwaartekrachtafhankelijke stroschudders. Een axiaaldorser kan grotere capaciteiten behalen dan een conventioneel dorssysteem met schudders. Deze laatste dorstechniek is echter beter geschikt wanneer een landbouwer goede strokwaliteit wenst. De centrifugale werking kan namelijk het stro tijdens het scheidingsproces beschadigen.

Er bestaan ook hybride dorsuitvoeringen die niets anders zijn dan een conventioneel dorssysteem waarbij de lattenschudders, die voor de scheiding zorgden, vervangen zijn door een (paar) axiaal geplaatste rotor(en). Tot slot bestaan er ook transversale dorssystemen (vooral bekend door het maaidorsersmerk GLEANER) waarbij gewerkt wordt met een excentrische (niet centrale) invoereenheid. Het gewas wordt via invoerkettingen naar een grote transversale (evenwijdig met de as van de wielen) dorsrotor gebracht. Door de excentrische invoereenheid komt het gewas niet centraal toe in de dorsrotor maar aan de zijkant. Vervolgens draait het gewas rond de transversaal geplaatste rotor terwijl het ook opschuift naar de andere kant van de dorsrotor. Het gewas volgt dus een beweging van een transversale schroeflijn. 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 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 die het restgewas breder kunnen verspreiden 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 echter de landbouwer het restmateriaal in balen persen om het later als strooisel of voeding voor zijn vee te gebruiken. In dat geval moet de strohakselaar omzeild kunnen worden. De plantenresten wordt 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.

Reinigingsgedeelte[bewerken | brontekst bewerken]

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 stengels. 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 en bovenzeef terecht. Onder de bovenste zeef zit meestal nog een onderzeef. De bovenzeef heeft grotere gaten dan de onderzeef. Een ventilator blaast een luchtstroom door de zeven waardoor alleen de zwaardere delen (het zaad) door de verschillende zeven vallen terwijl de lichtere delen uit de maaidorser worden geblazen. Uit het reinigingsproces komen drie productstromen.

Het materiaal dat op de bovenzeef blijft liggen bestaat uit kaf en lege aren. Dit plantmateriaal valt uit de maaidorser, 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 omkeerband (retouvijzel). Op die manier wordt dit plantmateriaal nog een keer gedorst. Wat wel door de onderste zeef heen valt is voornamelijk schoon zaad dat naar de graantank wordt getransporteerd.

Afstelling[bewerken | brontekst bewerken]

Voor een goed 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, is ze groot dan wordt ook het zaad gedeeltelijk weggeblazen. De snelheid wordt geregeld door het toerental van de ventilator. Afhankelijk van het te oogsten gewas worden er verschillende zeven toegepast. Maaidorsers zijn vaak uitgerust met verstelbare zeven.

Zaadopslag[bewerken | brontekst bewerken]

Een maaidorser die zijn tank lost.

De korrels worden van de korrelopvoerband naar de korrelopslagtank (graantank) getransporteerd met behulp van vijzels. Grote maaidorsers kunnen 10 tot 20 ton graan opslaan in een graantank die zich bevindt tussen de chauffeurscabine en de motor. 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 aanhangwagen naast de maaidorser worden gestort. Op dit punt is het gewas geoogst, van het veld af, en klaar voor verder transport.

Aandrijving[bewerken | brontekst bewerken]

De maaidorser wordt aangedreven met een dieselmotor. De gebruikte vermogens liggen tussen de 100 en 600 kW. De aandrijving van de dorsmechanismen vindt bijna altijd plaats met V-snaren en in mindere mate kettingen. De aandrijving van de wielen vindt mechanisch of hydraulisch plaats.

Galerij[bewerken | brontekst bewerken]

Een graanmaaibord met rode arenheffers, gemonteerd op de maaibalk. Zie ook de intrekbare pennen, centraal op de vijzel.
Een maaidorser met een maaibord voor graan met transversale en longitudinale (centraal) opvoermat te Mittelfeld, Duitsland.
Een maaidorser met een ingeklapt graanmaaibord te Ruma, Servië. Zichtbaar op het ingeklapte maaibord is de rode haspel.
De werking van een graanmaaibord met arenheffers. Het bewegend mes, en de intrekbare vingers zijn zichtbaar.
Een maaidorser met een ingeklapt plukvoorzetstuk.
Een maaidorser met een zonnebloemmaaibord te Minsk, Wit-Rusland.
Maaidorser met verticale schaarmessen aan de zijkanten van het graanmaaibord om makkelijker de werkgangen te scheiden bij de koolzaadoogst te Glemsford, Verenigd Koninkrijk.
Maaidorser met achter de strohakselaar strooischijven te Lincolnshire, Verenigd Koninkrijk.