Funktionsweise der Nähmaschine

Dieser Artikel beschreibt die technische Funktionsweise von Näh- und Stickmaschinen, also die zwischen etwa 1830 und 1900 entwickelten Verfahren, eine gewünschte Naht mittels einer Maschine zu erzeugen. Diese Verfahren sind ein fester Konstruktionsbestandteil der Maschine und definieren, wie der oder die eingesetzten Fäden verknotet werden, um ihn bzw. sie im Stoff zu verankern. Das Muster, das mit der Naht erzeugt wird, ist weitgehend unabhängig vom Nähverfahren, wenngleich einige spezielle Muster bevorzugt mit einer bestimmten Maschinenkonstruktion erzeugt werden.

Die mechanischen Beschreibungen in diesem Artikel basieren auf Maschinen aus dem Beginn des 20. Jahrhunderts. Ihr Aufbau entspricht im Wesentlichen noch den heutigen Näh- oder Schifflistickmaschinen, wenngleich auch einige der beschriebenen Verfahren nur noch selten angewendet werden. Wo nötig, wird auf heute übliche Varianten hingewiesen oder Abschnitte als veraltet gekennzeichnet. Dass trotzdem vieles noch Gültigkeit hat, hat damit zu tun, dass der Zeitraum zwischen 1890 und 1910 als Hochblüte der Textil- und insbesondere der Stickereiindustrie gilt und daher auch die bedeutendsten Entdeckungen in diese Zeit fielen. mini|Eine Nähmaschine aus den 1930er Jahren mit Fußbetrieb

Grundsätzliches mini|hochkant=1.2|links|Fig. 1. Schnitt durch die Spitze einer Maschinen-nadel mini|Fig. 1a Moderne Nähmaschinennadel mit Flachkopf zur Arretierung in der Maschine Beim Maschinennähen muss der Nadelfaden, wenn die Nadel den Stoff durchstochen und dann wieder aus ihm heraustreten soll, auf der Unterseite des Stoffes eine Schlinge bilden. Der im Stoff steckende Faden wird dazu durch die Reibung zurückgehalten. Um eine Naht zu bilden, muss nun durch die erzeugte Schlinge ein zweiter Faden hindurchgeführt werden, der verhindert, dass die Schlinge wieder aus dem Stoff herausgezogen wird, oder es müssen zum gleichen Zweck die einzelnen nacheinander entstehenden Schlingen miteinander verknüpft werden. Im ersten Falle hat man es mit Zweifadennähmaschinen, die in Schnurstich- und Doppelsteppstich-Maschinen unterschieden werden und im letztern Falle mit Einfaden- oder Kettenstich-Maschinen zu tun.

Die Nähmaschinennadel ist so konstruiert, dass sie eine möglichst zuverlässige und fehlerfreie Naht erzeugen kann. Die gewöhnliche, je nach ihrer Bewegungsart gerade oder gekrümmte Maschinennadel hat auf einer Seite (Fig. 1) eine lange Nut, die den von der Garnrolle kommenden Faden aufnimmt, wodurch längs dieser Nut die Schlingenbildung verhindert wird. Die Nut vermindert die Reibung am Stoff und erleichtert so das Nachlaufen des Fadens beim Einstechen der Nadel. Auf der anderen Seite der Nadel, die dem Schlingenfänger zugekehrt ist, soll der mit dem Stoff verbundene Faden eine Schlinge werfen. Dies ermöglicht der kleine, unmittelbar über dem Nadelöhr in der langen Nut sitzende Höcker. Die kurze Nadelnut, der langen gegenüberliegend, dient lediglich zur Schonung des Fadens durch Aufnahme desselben während des Durchstechens des Stoffes.

Die mechanischen Teile auf der Unterseite des Stoffes und der Maschine, durch die ein zweiter Faden in die Nadelfadenschlinge eingeführt oder mit deren Hilfe die Verbindung einer Schlinge mit der anderen ermöglicht wird, werden Schlingenfänger genannt. Sie unterscheiden sich voneinander in Gestalt und Arbeitsweise, je nach der Art des zu bildenden Stiches. Für den allgemeinen Gebrauch kommen nur drei Sticharten in Betracht: der Kettenstich, der Schnurstich und der Doppelsteppstich.

Maschinen für verschiedene Stichtypen Je nach Eigenschaften der gewünschten Naht werden verschiedene Sticharten verwendet. Da sich diese teilweise grundlegend unterscheiden, müssen die Maschinen für bestimmte Nähte besonders konstruiert sein. Der wesentliche Unterschied besteht darin, ob nur mit einem einzigen Faden oder mit Ober- und Unterfaden genäht wird. Der Kettenstich erfolgt mit einem Faden, die anderen beschriebenen Verfahren verwenden zwei Fäden.

Kettenstichmaschinen Der Kettenstich oder Tamburierstich wird wegen seines kettenartigen Aussehens so genannt und benötigt je nach Stoffstärke und Stichlänge das 3½-4fache der Nahtlänge an Garn. Er kann mittels eines rotierenden oder oszillierenden Greifers oder mittels einer Häkelnadel in Verbindung mit einem Schlingenleger hergestellt werden. In den ersten beiden Fällen hat der unten liegende Schlingenfänger die Nadelfadenschlinge nicht bloß zu erfassen. Er muss sie auch so lange festhalten und dabei ausdehnen, bis die Nadel beim nächsten Stich in die offen gehaltene Schlinge eingetreten ist, wonach er dann die neue Schlinge erfasst, welche somit nun in der ersten sitzt und diese bindet. Dieser Vorgang, an einem Wilcox-&-Gibbs-Greifer gezeigt, wird durch Fig. 2 erläutert.

Auf dem letzterwähnten Prinzip der Herstellung des Kettenstichs beruht Bonnaz’ Tamburiermaschine und mehrere in der Lederindustrie benutzte Nähmaschinen. Während die Nadel noch in der letzten Schlinge steckt, wird der Nähfaden in den Haken der Nadel gelegt, die ihn nun durch die letzte Schlinge zieht und diese somit verriegelt (Fig. 3). Der Haken der Hakennadel ist etwas nach innen gebogen, und ihre Öffnung muss gerade von dem zu benutzenden Garn ausgefüllt werden. Eine Reihe fertig gebildeter Stiche veranschaulicht Fig. 4. Einmal hat der Greifer die Schlinge nicht erfasst; es ist ein Fehlstich entstanden, von dem ab die vorhergehende Naht lösbar ist. Auch wenn man an dem freien Ende des Fadens zieht, lässt sich die ganze Naht wieder ausfädeln. Um dies zu verhindern, ist er nachträglich von Hand festzunähen. Kettenstichnähmaschinen finden wegen der elastischen Naht für Spezialzwecke vielfach Verwendung. In Fig. 4b ist eine solche Spezialmaschine abgebildet. Man gibt dem Wilcox-&-Gibbs-Greifer zur Erzielung einer besonders elastischen Naht, wie solche bei Trikotnähereien verlangt wird, nach hinten eine zweite Spitze, die bewirkt, dass der Fadenanzug sanfter geschieht.

Schnurstichmaschinen Der Schnurstich (Knoten-, Doppelkettenstich) bedarf je nach der Stoffstärke und Stichlänge das 4½- bis 6-fache der Nahtlänge an Garn. Er kann mittels einer öhrspitzigen Nadel in Verbindung mit einer schwingenden, sogenannten Zirkuliernadel, oder mit einer zweiten öhrspitzigen Nadel mit zweifacher Bewegung hergestellt werden. Eine Maschine der letzteren Art ist in Fig. 5a abgebildet. Die Bildung des Stiches mit Hilfe der Zirkuliernadel von Grover und Baker zeigt Fig. 5. Die letztere oszilliert infolge des Auf- und Abgleitens des Nadelarms längs einer schraubenförmig gewundenen Spindel, auf deren oberem Ende sie sitzt, um die obere Nadel in einem Bogen von etwa 240°. Die Verschlingung des unteren Bindefadens mit dem oberen Faden geschieht in der Weise (Fig. 6), dass der Bindefaden durch die erste Nadelfadenschlinge, dann um die zweite Schlinge herum, durch die erste zurück und in die zweite hineingeht. Es findet also eine Durchdringung und Umschlingung der Oberfadenschlinge statt.

Diese anscheinend komplizierte Verschlingung der Fäden wird sofort klar, wenn man beachtet, dass, während die Zirkuliernadel noch in der ersten Schlinge sitzt, die obere Nadel hinter dem Faden der Zirkuliernadel einsticht, und diese sich nun aus der ersten Oberfadenschlinge herauswindet und dabei die obere Nadel und die nächste Schlinge derselben umschlingt. Ist das geschehen, bildet die Obernadel eine Schlinge, in welche die Zirkuliernadel infolge einer Drehung, die der eben vollendeten entgegengesetzt ist, eindringt. So wiederholt sich das Spiel.

In Fig. 6, die eine Reihe fertig gebildeter Stiche zeigt, sind zwei vorkommende Arten von Fehlstichen dargestellt. Bei dem Fehlstich a ist die obere Nadel nicht in die Schlinge der Zirkuliernadel eingetreten; ein solcher Fehlstich macht sich auf der oberen Seite des Stoffes nicht bemerkbar. Beim Fehlstich b ist die Zirkuliernadel nicht in die Schlinge der oberen Nadel eingetreten, und infolgedessen wird diese Schlinge wieder nach oben gezogen, und es entsteht ein langer Stich. Auch die Schnurnaht ist lösbar; denn wenn man am Fadenende c zieht, so winden sich alle Schlingen des Unter- oder Bindefadens aus denen des Oberfadens heraus. Die Schnurnaht findet jetzt nur noch zur Erzeugung einer sehr elastischen Naht oder einer Ziernaht Verwendung. Im letztern Falle hat man sogar Schnurstich-Nähmaschinen mit doppelten Stichbildungsorganen angewendet.

Der Doppelsteppstich

Die folgenden Verfahren sind bei neueren Näh- oder Stickmaschinen üblich. Sie verwenden zwei Fäden. Der Oberfaden wird von oben mit der Nadel durch den Stoff geführt. Der Unterfaden wird in einer meist beweglichen Kapsel im unteren Teil der Maschine aufbewahrt.

Die Herstellung des Stiches erfolgt in der Weise, dass entweder ein zweiter Faden in die Schlinge des Oberfadens mittels eines Schiffchens (Langschiffchen) geführt wird, das den zweiten Faden auf einer Spule in seinem Innern birgt; der Oberfaden mittels eines Greifers um eine ruhende, den zweiten Faden aufnehmende Spule herumgezogen wird; der Oberfaden mittels eines greiferähnlichen Schiffchens (Greiferschiffchen) um eine mit diesem bewegliche, den zweiten Faden fassende Spule gezogen wird.

Je nachdem, welche dieser Schlingenfängermechanismen zur Herstellung des Doppel- oder Zweifadensteppstiches verwendet wird, hat man es mit einer Langschiffchen-, Greifer- oder Greiferschiffchenmaschine zu tun. Die einzelnen Gattungen der Schlingenfänger zerfallen in weitere besondere Arten: LangschiffchenGerad-Langschiffchen Bogen-Langschiffchen Seitlich offen Hinten offen (Zylinderschiffchen) Seitlich offen Hinten offen (Zylinderschiffchen)Greiferfrei laufend: Gewöhnlicher Greifer geschlossen laufend: RinggreiferGreiferschiffchenfrei laufend: gewöhnliches Greiferschiffchen geschlossen laufend: Ringschiffchen

Die Abbildungen 7–14 zeigen einige der charakteristischen Schlingenfänger für Zweifadenmaschinen. Fig. 8 stellt ein seitlich offenes Geradlangschiffchen mit eingelegter Spule dar. Der Faden erhält die für den Anzug des Stiches erforderliche Spannung teils durch die Lagerung der Spule zwischen einem Piston und der hinteren Schiffchenwand, teils durch die innen liegende Blattfeder.

Schiffchenstickmaschinen verwenden ein vergleichbares Verfahren, weswegen sie so benannt werden. Der Unterschied besteht lediglich darin, dass dutzende oder hunderte von Nadeln parallel arbeiten.

Die äußere Blattfeder dient lediglich der Leitung des Fadens. Sie verhindert, dass der Faden mit der Nadel oder dem Stoffschieber kollidieren kann, während sich das Schiffchen hin und her bewegt. Fig. 8 veranschaulicht ein hinten offenes Bogenlangschiffchen (Zylinderschiffchen). Dabei liegt die Spule lose im Schiffchen, und der Faden erhält durch die äußere Feder Führung und Spannung zugleich.

Bei dem Ringschiffchen (Fig. 9) ist auf dem umklappbaren Deckel desselben die Fadenspannfeder angebracht. Durch den im Deckel innen vorspringenden Rand, gegen den die Spule mittels einer zarten Blattfeder angedrückt wird, wird die Spule gefangen und gehalten. Fig. 10 stellt einen rotierenden Ringgreifer mit Treiber dar. Der erstere besitzt in der Mitte einen Zapfen, auf den die Spule nebst der sie umgebenden Kapsel, welche die Spannungsfeder trägt, aufgeschoben wird.

mini|hochkant|Fig. 14d. Animation des Nähvorgangs mit einem Ringgreifer