Molen uit een molengangaar we aannemen stond de eerste windwatermolen in Noord-Hollands Noorderkwartier vanaf 1467 de Burghornerpolder te bemalen*. Dat was de bedijkte inham, ontstaan na een grote stormvloed (1248) bij de doorbraak van de Westfriese Omringdijk benoorden St.Maarten, waardoor oa. de Heerhugowaard ontstond. Twee stuks van een verbeterde versie, de Brantgen Jan Heinismolens, bemaalden vanaf 1533 de Egmonder- en Bergermeerboezem. Dat zullen primitieve watermolens geweest zijn en ter gelegenheid van de eerste grote droogmaking, de Beemster, werd naarstig gezocht naar verbetering van de bestaande molens. Vele uitvinders wilden hun geluk wel beproeven omdat de in het vooruitzicht gestelde beloningen fors waren, maar een strenge selectie op haalbaarheid deed de ster van een timmerman/molenbouwer uit De Rijp boven allen uitstijgen: Jan Adriaansz. Leeghwater.Onder zijn leiding werd de bekende achtkante bovenkruier tot een bouwpakket ontwikkeld, dat weer uit elkaar genomen en elders opnieuw opgebouwd kon worden. In 't algemeen werden molens eerst 'kaal', d.w.z. zonder rietbekleding en binnenbetimmering gebruikt om zo snel mogelijk aan de slag te kunnen. Soms werd de molen tijdens het leegpompen van een polder nog verplaatst en later pas ingericht voor permanente bewoning door een molenaar(sgezin).

*) De Nieuwe Stokhuyzen veronderstelt eerdere proeven in 1407-8 in de buurt van Alkmaar.

Het opmalen van polderwater door een molengang,  J.A.Leeghwater 1633. Zo'n vroeg-17de-eeuwse molen kon het water een goede meter hoog opvoeren. Om meren als de Beemster, Schermer en Purmer aan te kunnen dienden de molens in een twee-, drie- of zelfs vierspan samen te werken (de getrapte molengang is een uitvinding van Simon Stevin, in elk geval kreeg hij er in 1589 octrooi op). Daarbij pompte de onderste molen het water in een hoger gelegen kolk waar het door de middenmolen weer naar de bovenmolen opgevoerd werd. Een tekening van Leeghwater hiernaast, principeschema hieronder en de foto boven illustreren dat.
Schema molengangAl snel leerde men dat het pompen het beste aan de oostzijde van het meer kon plaatsvinden omdat daar, door de overheersende westelijke winden, het water opgestuwd werd. Talrijk zijn de pogingen om de capaciteit van molens  te verbeteren om zo de hoge kosten van exploitatie naar beneden te krijgen. Er zijn uiteindelijk tot de invoering van het stoomgemaal maar twee verbeteringen die daarin slagen: de vervanging van het scheprad door de vijzel (zie hieronder) en de vervanging van houten roeden (ruggengraat van de wieken) en assen door ijzer.
SchepradmolenEen droogmaking begon met de aanleg van een ringsloot op de oever van het aangrenzende oude land. De grond die vrijkwam werd gebruikt om de ringdijk op te werpen. Aan de nieuw aangelegde ringdijk, in principe nog steeds op oud land, kwam een aantal molens en werd de eerste boezem gegraven, die in verbinding stond met het droog te maken meer. Bij uitzondering zien we dat de ringdijk - noodgedwongen - in het water gelegd wordt, bijvoorbeeld de zuidkant van de Schermer.
De capaciteit van de molens was groot zolang de schepraderen diep in het water staken. Naarmate het waterpeil zakte werd dat minder en tijd voor de tweede trap, de lager gelegen middenmolen. Na weer verder dalen van het peil kon de derde, de ondermolen geplaatst worden. Door het opwerpen van een dijkje hadden de twee bovenste niveaus een eigen boezem, de onderste moest het water tot aan de bodem wegmalen waarvoor op de bodem van het meer uiteindelijk sloten werden gegraven. Door het volpompen van de boezem bleven de hoger gelegen molens op topcapaciteit draaien. Een molengang betreft dus altijd 2, 3 of 4 molens op verschillend niveau. Wel stonden soms meerdere van deze molengangen direct naast elkaar, zodat op oude foto's moeilijk is uit te maken hoe een en ander georganiseerd was. Zie daarvoor de luchtfoto uit 1925 onder het hoofdstuk "De Schermer".
Prestatieverbetering door "vervijzeling" Het verschil tussen rad en vijzel was efficiëntie en verdubbelde opvoerhoogte. De uitvinding staat op naam van Symon Hulsebos die in 1634 octrooi hier op kreeg.
VijzelmolenDe eerste vijzelmolen werd in 1641 bij de droogmaking van de Starnmeer gebruikt (zie schema hierboven en opengewerkte tekening hiernaast). Het ombouwen van rad- naar vijzelmolens (vervijzelen) was een kostbare zaak en het duurde tot in de 19e eeuw voor daar op grotere schaal toe overgegaan werd. In 1830 werden de eerste 3 molens in de Beemster van een vijzel voorzien. In de periode tot 1860 waren alle molens in Noord-Holland in die zin omgebouwd. Zo'n vervijzelde molen is nog steeds in werking te zien in de museummolen aan de Schermerringdijk nabij Schermerhorn. Deze verbetering aan het molenprincipe luidde de doodsklok voor de radmolens. Het was nu vaak mogelijk met twee molens hetzelfde werk te doen als voorheen met drie en veel van de traditionele molengangen werden in die zin gewijzigd. De grootste klap voor het molenbestand kwam met de invoering van het stoomgemaal. Men liet de molens in eerste instantie als reserve staan omdat de techniek het nog wel eens liet afweten. Toen die techniek verbeterde werden allengs meer molens opgedoekt. Wat er nu nog staat is door het veranderende besef over het historisch belang van watermolens als het belangrijkste werktuig waarmee Noord-Holland zichzelf heeft weten te beschermen tegen het oprukkende water.
Tjasker voor onderbemalingHet uiteindelijke droog houden, het bemalen van een polder vergt weer een andere opstelling van de molens.  Door een stelsel van sloten in de polderbodem wordt de afwatering van de landerijen gewaarborgd door het peil in die sloten onder de bodem te houden, waardoor de ondermolens nog dieper moesten malen. De landerijen werden door kleine molentjes van het soort als op de foto rechts 'onderbemalen'. Van dit type is op de Zaanse Schans te Zaandam nog een voorbeeld te zien, in werking alleen nog op Nationale Molendag of als er een paar vrijwilligers te vinden zijn. Onderbemalen doet men vandaag de dag nog steeds met automatisch werkende poldermolentjes die door een vlotter in werking gesteld worden en zichzelf op de wind stellen.
De waterhuishouding in een polder is afhankelijk van de bestemming van het land. Gewassen vragen een drogere polder dan grasland en daarom zijn polders vaak opgedeeld in kleine gebiedjes met elk een eigen waterpeil. Ook verloop in de bodem kan tot het in standhouden van verschillende peilen noodzaken; de Beemster bijvoorbeeld kent drie niveaus.

Links:
www.geocities.com/capitolhill/senate/7232/nl/molens.htm

Molenbestek; uitleg over onderdelen van een watermolen

http://www.molendatabase.nl/nederland/

Ook vandaag wordt er nog drooggemaakt! Kijk op de site van Hollands-Noorderkwartier

Kijk ook even op de site van de museummolen van Schermerhorn