Nähmaschine: Wie entsteht ein Stich?

Was bei einem Stich geschieht

Beim Annähen eines Knopfes von Hand geht die Nadel ganz durch den Stoff, wird auf der anderen Seite herausgezogen, umgedreht und zurückgestochen. Eine Nähmaschine macht das niemals. Ihre Nadel geht durch den Stoff nach unten, hält an und kommt aus demselben Loch wieder herauf; der mitgeführte Faden bleibt darunter als kleine Schlinge zurück. Alles andere in der Maschine dient dazu, mit dieser Schlinge etwas anzufangen, und zwar in dem Sekundenbruchteil, bevor die Nadel sie wieder hochzieht.

Bei einer Steppstichmaschine, wie sie die meisten Menschen zu Hause haben, erfasst ein Greifer unter der Stichplatte die Schlinge, weitet sie und zieht sie vollständig um die Spule mit dem zweiten Faden herum. Die Schlinge gleitet mit dem Unterfaden in ihrem Inneren vom Greifer ab, ein Hebel darüber zieht sie fest, und beide Fäden verschlingen sich im Stoff. Dann schiebt eine gezahnte Stange unter der Platte den Stoff um eine Stichlänge weiter, und die Nadel senkt sich erneut. Eine Umdrehung der Hauptwelle ergibt einen Stich. Eine Industriemaschine wiederholt das bis zu 6000-mal pro Minute, 100-mal pro Sekunde.

Die Darstellung beginnt mit einem durchsichtigen Modell in zehnfacher Lebensgröße, 300-fach verlangsamt, vor einer Industriemaschine in Originalgröße. Der rote Faden kommt von der Garnrolle oben; der blaue Faden kommt von der Spule unten. Beobachten Sie, wie sich die Nadel etwas vom tiefsten Punkt ihres Hubs hebt, hinter ihr die Schlinge öffnet und die Greiferspitze hineingleitet. Dann können Sie zu fünf weiteren Maschinen wechseln: einer Tretmaschine nach Art der 1850er-Jahre mit Langschiffchen, einer Handmaschine nach Art der 1890er-Jahre mit Schwingschiffchen, einer elektrischen Haushaltsmaschine nach Art der 1960er-Jahre mit von oben eingelegter Spule und Zickzackstich, einer Einfaden-Kettenstichmaschine nach Art von 1857 und einer Dreifaden-Overlockmaschine, die eine Kante beschneidet und umschlingt.

Der Stoff im Modell ist entlang der Naht aufgeschnitten, damit der Knoten sichtbar wird, und der Faden ist doppelt so dick wie in Wirklichkeit gezeichnet. Die zeitliche Abstimmung von Nadel, Greifer, Fadenhebel und Transporteur folgt veröffentlichten Faustregeln zum Einstellen einer Maschine, ist aber eine eigene Festlegung des Modells und keine Herstellerzeichnung. Wenn diese Seite einen Wert aus dem Modell nennt, weist sie darauf hin.

Warum eine Maschine die Hand nicht nachahmen kann

Die ersten Erfinder versuchten, eine Maschine zu bauen, die wie ein Mensch nähte, und scheiterten immer wieder aus demselben Grund. Eine Handnähnadel hat ihr Öhr am stumpfen Ende und ihre Spitze am anderen; für einen Stich muss sie vollständig durch den Stoff geführt und auf der anderen Seite ergriffen werden. Eine Maschine, die die Nadel loslassen, um den Stoff herumgreifen und sie erneut fassen muss, ist umständlich und langsam.

Einige frühe Versuche sind dokumentiert. 1755 erhielt Charles F. Weisenthal das britische Patent Nummer 701 für eine Sticknadel mit einer Spitze an jedem Ende, sodass sie ohne Umdrehen durch den Stoff hin- und hergeführt werden konnte. Eine Spitze lag am Ende mit dem Öhr. 1790 erhielt der Londoner Möbeltischler Thomas Saint das britische Patent 1764 für mehrere Lacke und drei Maschinen, darunter eine „zum Steppen, Quilten oder Nähen“. Sie hatte eine waagerechte Stoffplatte, einen überhängenden Arm mit einer gegabelten Nadel, eine Ahle zum vorherigen Stechen des Lochs, einen Greifer (Looper) darunter und eine Handkurbel, die eine Welle mit Nocken drehte. Offenbar bemerkte über 80 Jahre lang niemand diesen Teil des Patents. Er wurde 1873 zufällig entdeckt; als Newton Wilson aus London 1874 nach der Beschreibung ein Modell baute, musste er es verändern, damit es überhaupt nähte.

In Wien erhielt der Schneider Josef Madersperger 1814 ein kaiserliches Privileg für eine Maschine, die gerade und gekrümmte Linien nähte, wahrscheinlich einen angelegten Stickstich mit einer zweispitzigen Nadel; praktisch eingesetzt wurde sie nie. Dies waren Schritte zur Lösung, ohne sie zu erreichen. Die Lösung bestand darin, die Hand nicht länger nachzuahmen.

Das Öhr an der Spitze

Liegt das Öhr nahe der Spitze, muss die Nadel nicht mehr ganz durch den Stoff gehen. Sie führt ihren Faden nach unten, und beim Wiederaufsteigen bleibt der Faden auf der anderen Seite zurück. Diese eine Änderung machte die Nähmaschine möglich. Walter Hunt in New York baute zwischen 1832 und 1834 eine solche Maschine, bei der ein Schiffchen einen zweiten Faden durch die von der Nadel hinterlassene Schlinge führte. Er verkaufte seine Rechte und ließ sie nicht patentieren.

Elias Howe aus Cambridge, Massachusetts, ließ seine hingegen patentieren. Das am 10. September 1846 erteilte US-Patent 4750 beschreibt eine gebogene, gerillte Nadel mit dem Öhr nahe der Spitze an einem hin- und herschwingenden Arm, ein Schiffchen mit dem zweiten Faden und Stoff, der an den Stiften einer metallenen Heftplatte hing und schrittweise weiterbewegt wurde. Das National Museum of American History der Smithsonian Institution besitzt Howes Patentmodell noch mit seinem ursprünglichen Etikett des Patentamts. Es konnte nur gerade Nähte in Länge der Heftplatte nähen; am Ende musste der Stoff abgenommen und erneut aufgesteckt werden. Howes Anspruch auf die Kombination einer Nadel mit spitzennahem Öhr und eines Schiffchens zur Bildung eines Steppstichs wurde gerichtlich bestätigt, und dieser Anspruch brachte ihm Lizenzgebühren für Maschinen anderer Hersteller ein.

An der Nadel im Modell ist vorne eine lange Rille zu sehen. Darin liegt der Faden, wenn die Nadel den Stoff durchdringt, damit er nicht scheuert und ausfranst. Hinten, auf der dem Greifer zugewandten Seite, gibt es nur eine kurze Rille. Dieser Unterschied lässt die Schlinge entstehen.

Wie sich die Schlinge öffnet

Auf dem Weg nach unten zieht die Nadel den Faden durch das Loch mit sich. Auf dem Rückweg ist der Faden auf der Seite mit der langen Rille geschützt und gleitet mit der Nadel hoch; auf der kurzen Seite hält ihn jedoch der Stoff fest. Einen Augenblick lang steigt die Nadel, ohne dass diese Fadenseite mitsteigt, sodass sie sich als kleine Schlinge von der Nadel wegwölbt. Ein Patent von 1982 für eine Schlingenfangeinrichtung beschreibt es genau so: Die Schlinge entsteht durch Reibung zwischen Faden und Stoff, wenn die Nadel von ihrem unteren Totpunkt aufsteigt.

Die Schlinge bleibt nicht bestehen. Steigt die Nadel weiter, schrumpft sie wieder und legt sich flach an die Nadel. Es gibt also nur ein kurzes Zeitfenster, in dem eine Schlinge erfasst werden kann. Im Modell öffnet sie sich, wenn die Nadel sich um 1,2 mm vom tiefsten Punkt gehoben hat, ist bei 2,6 mm am weitesten und bei 4,6 mm verschwunden. Der Greifer ist so abgestimmt, dass er bei 2,4 mm Nadelanstieg eintrifft, etwa bei 213° der 360°-Umdrehung. Wartungsanleitungen echter Maschinen nennen Werte derselben Größenordnung; sie unterscheiden sich je nach Maschine, Nadel und Stoff.

Bewegen Sie den Regler Handrad langsam von 180° bis 230° und beobachten Sie die Schlingenöffnung. Die Beschriftung „Schlinge“ folgt ihr bei eingeschalteten Teilenamen, und ein Klick auf die sich öffnende Schlinge zählt als einer der Funde.

Der Greifer erfasst die Schlinge

Der Greifer ist ein Stahlring mit scharfer Spitze, der sich unmittelbar hinter der Nadel dreht. Seine Spitze passiert die Nadel etwa 1 mm über dem Öhr, im Modell 1,1 mm. Trifft sie bei geöffneter Schlinge ein, gleitet sie zwischen Nadel und Faden und nimmt die Schlinge mit. Die Schaltfläche Jetzt stoppen prüft genau dies: Halten Sie die Maschine innerhalb der ersten 24° nach dem Erfassen an, solange die Spitze in der Schlinge steckt.

Kommt der Greifer zu früh, gibt es noch keine Schlinge, und die Spitze streicht am bloßen Faden vorbei. Kommt er zu spät, ist die Schlinge wieder geschlossen. In beiden Fällen steigt der Oberfaden unberührt wieder auf, an diesem Loch entsteht kein Knoten, und die Naht hat einen langen Stich, wo zwei kurze sein sollten. Das ist der Fehlstich, mit dem sich Nähmaschinenmechaniker viel beschäftigen. Verstellen Sie den Greiferzeitpunkt in der Darstellung: Im Modell entstehen noch Stiche zwischen 8° zu früh und 12° zu spät; bei 15° zu früh oder 20° zu spät fällt jeder Stich aus. Das Zeitdiagramm markiert das Erfassen bei Erfolg blau, andernfalls rot.

Um die Spule herum: Warum die Spule stillsteht

Nun zum überraschenden Teil. Um sich mit dem Unterfaden zu verschlingen, muss der Oberfaden um ihn herumgeführt werden. Die Spule kann nicht nach oben durch die Schlinge geführt werden, weil sie in einer Kapsel unter der Stichplatte sitzt. Der Greifer macht daher das Gegenteil: Er weitet die Schlinge und führt sie vollständig außen um die Spulenkapsel, eine Schlingenseite über deren Vorderseite, die andere über deren Rückseite. Wenn die Schlinge einmal ganz herumgeführt wurde, sind Kapsel und Spule durch die Schlinge gegangen, ohne sich überhaupt zu bewegen. Die Schlinge gleitet hinten vom Greifer ab, und der Unterfaden liegt nun darin.

Dies war die Erfindung von Allen B. Wilson, einem Möbeltischler, der später mit Nathaniel Wheeler zusammenarbeitete. Sein zweites Patent, Nummer 8296, erteilt am 12. August 1851, demselben Tag wie Isaac Singers erstes, betraf den Umlaufgreifer, der die Oberfadenschlinge öffnete, während eine Spule den zweiten Faden hindurchführte. Um einen Streit über die bewegliche Spule zu vermeiden, entwickelte er anschließend eine völlig unbewegte Spule, patentiert als Nummer 9041 am 15. Juni 1852. Bei einer Schiffchenmaschine, bemerkt Cooper, gehen Kraft verloren und entstehen Geräusche, weil das Schiffchen bei jedem Stich vorwärtsgetrieben, angehalten und zurückgeführt wird; Wilsons Umlaufgreifer und stillstehende Spule beseitigten beides. Cooper bezeichnet den Umlaufgreifer als „eine der schönsten Vorrichtungen der Nähmaschine“.

Ein Umlaufgreifer dreht sich bei jedem Stich zweimal. Ein Patent von 2001 erwähnt es beiläufig: Der Umlaufgreifer führt pro Stichzyklus zwei vollständige Umdrehungen aus. Die erste führt die Schlinge um die Spule. Bei der zweiten passiert er die Nadel nahe deren höchstem Hubpunkt und weit außerhalb des Stoffs; es gibt daher keine Schlinge zu erfassen, und der Greifer läuft folgenlos vorbei. Bei 6000 Stichen pro Minute dreht er sich somit 12.000-mal pro Minute, 200-mal pro Sekunde.

Der Fadenhebel

Eine Schlinge um eine etwa 20 mm breite Spulenkapsel zu führen, benötigt viel Faden, mehrere Zentimeter für jeden Stich. Dieser Faden muss irgendwoher kommen, und sobald die Schlinge den Greifer verlassen hat, muss er wieder hochgezogen werden, sonst wäre die Naht voller loser Schlingen. Beide Aufgaben übernimmt der Fadenhebel, der Arm vorne am Maschinenkopf, der sich auf und ab bewegt und durch dessen Öse der Faden läuft.

Im Modell sinkt der Fadenhebel während des größten Teils der Umdrehung langsam ab und gibt Faden frei, während die Nadel sinkt und der Greifer die Schlinge herumführt; bei 300° erreicht er seinen tiefsten Punkt. Dann steigt er schnell, innerhalb von 55° der Umdrehung, und erreicht bei 355° den höchsten Punkt. Dabei zieht er die Schlinge von der Spulenkapsel hoch, schließt sie um den Unterfaden und zieht den Knoten durch das Loch in die Stoffmitte. Im Diagramm ist dies die steile violette Linie.

Transporteur und Stichlänge

Der Stoff muss sich zwischen den Stichen bewegen, niemals jedoch, solange die Nadel darin steckt. Eine kurze Stange unter der Stichplatte mit Zähnen an der Oberkante übernimmt diese Bewegung. Allen Wilson patentierte sie als Vierbewegungstransport, Nummer 12.116 vom 19. Dezember 1854. Die gezahnte Stange steigt durch Schlitze in der Platte und drückt gegen die Stoffunterseite, bewegt sich mit dem Stoff vorwärts, sinkt unter die Platte und bewegt sich zurück. Cooper schrieb 1968, dieses Verfahren werde mit nur geringfügigen Änderungen noch in nahezu jeder Nähmaschine eingesetzt. Der Nähfuß darüber hält den Stoff gegen die Zähne gedrückt.

Die Strecke, um die sich die Stange bewegt, ist die Stichlänge. Bei einer Stichlänge von 2,5 mm kommen vier Stiche auf jeden Zentimeter Naht. Im Modell steht der Transporteur zwischen 8° und 84° oben und bewegt den Stoff zwischen 18° und 78°. Die Nadelspitze liegt bei zwei Lagen Baumwolle für etwa 91° beiderseits des höchsten Punkts über dem Stoff, bei Denim für etwa 86°; der Stoff bewegt sich also immer bei freier Nadel.

Verstellen Sie den Transportzeitpunkt auf mindestens 20°, gilt das nicht mehr: Der Transport beginnt den Stoff zu schieben, während die Nadel noch darin steckt. Die Nadel wird seitwärts gezogen und verbiegt sich; an einer echten Maschine würde sie gegen den Rand des Stichplattenlochs schlagen und brechen. Die Darstellung zeigt die Biegung und zählt sie als eine der Aufgaben.

Vier Teile in einem Diagramm

Das Zeitdiagramm in der Darstellung und das größere im Labor unter den Bedienelementen zeichnen alle vier Bewegungen über eine Wellenumdrehung auf:

• Nadel: am höchsten bei 0°, am tiefsten bei 180°, im Modell mit 30 mm Hub. Die gestrichelte Linie zeigt die Stoffoberseite.
• Fadenhebel: langsames Sinken bis 300°, schnelles Steigen bis 355°.
• Greiferspitze: ihr Winkel zur Nadel, der zweimal pro Umdrehung wieder null erreicht. Das blaue Band bei etwa 213° kennzeichnet das Erfassen.
• Transporteur: Der erhöhte Abschnitt zeigt die Zähne über der Stichplatte; das grüne Band zeigt die Stoffbewegung.

Die schwarze Linie zeigt an, an welcher Stelle sich die Welle gerade befindet. Mit Zur Schlingenerfassung im Labor oder durch Ziehen am Regler Handrad lässt sich ablesen, was jedes Teil in jedem Augenblick des Stichs macht.

Fadenspannung und Lage des Knotens

Ein guter Steppstich sieht auf beiden Stoffseiten gleich aus, weil der Knoten an der Kreuzung beider Fäden in der Mitte verborgen ist. Ob er dort bleibt, hängt von einem Kräftemessen ab. Der Oberfaden wird zwischen zwei Scheiben vorne an der Maschine eingeklemmt; den Unterfaden klemmt eine kleine Feder an der Spulenkapsel. Wenn der Fadenhebel den Stich festzieht, zieht jeder Faden den Knoten zu seiner Seite.

Sind beide Zugkräfte gleich, liegt der Knoten in der Mitte. Zieht der Oberfaden stärker, wandert der Knoten nach oben, und der Unterfaden erscheint oben als Reihe kleiner Punkte. Zieht der Unterfaden stärker, wird der Oberfaden hindurchgezogen und liegt auf der Unterseite, bei sehr geringer Spannung in Schlingen. Wird die Oberfadenspannung ganz heruntergestellt, häufen sich diese Schlingen unter dem Stoff zu einem Fadengewirr, das man beim Nähen Vogelnest nennt. Werden beide Spannungen stark erhöht, kräuselt sich der Stoff entlang der Naht. Wird die Oberfadenspannung ganz hochgestellt, reißt der Faden.

Das Modell bildet all dies auf einer einfachen Skala ab: Der Knoten liegt bei einem Anteil der Stoffdicke, der sich mit der Differenz zwischen Oberfadenspannung und Unterfadenspannung verändert, mit einer kleinen Stoffkorrektur (dicker Denim benötigt etwas mehr Oberfadenspannung, dünner Batist etwas weniger). Die Zahlen sind die eigenen Werte dieses Modells; das dargestellte Verhalten entspricht demjenigen, das in den Veröffentlichungen der Beratungsdienste der Universitäten beschrieben wird. Ein Ratgeber des Beratungsdienstes der University of Kentucky schlägt einen Test vor: Eine Naht im schrägen Fadenlauf nähen und daran ziehen, bis ein Faden reißt. Reißt nur der Oberfaden, ist die Oberfadenspannung höher; reißt nur der Unterfaden, ist sie geringer; reißen beide zugleich, sind die Spannungen ausgeglichen. Eine Checkliste der New Mexico State University ergänzt, dass Schlingen unten meist mit der Oberfadenspannung korrigiert werden und Flusen an der Spulenkapsel ungleichmäßige Spannung verursachen können.

Bei vielen Haushaltsmaschinen wird die Unterfadenspannung ab Werk eingestellt. Deshalb gibt die Aufgabe in der Darstellung zufällig eine Unterfadenspannung und einen Stoff vor und verlangt, den Stich nur mit dem oberen Einstellrad auszugleichen.

Schiffchen vor Greifern

Die ersten brauchbaren Steppstichmaschinen hatten keine Umlaufgreifer. Sie verwendeten ein Schiffchen: ein spitzes Metallboot mit der Spule darin, das bei jedem Stich wie das Schiffchen eines Webstuhls durch die Nadelschlinge und zurückgetrieben wurde. Hunts Maschine verwendete eines, ebenso Howes. Isaac Singers Maschine von 1851, Patent 8294, verband ein Schiffchen mit drei Dingen, die noch jede Maschine besitzt: dem Stoff auf einem waagerechten Tisch, einem nachgiebigen Nähfuß, der ihn beim Nadelanstieg festhält, und einer geraden Nadel, die sich von einem überhängenden Arm aus auf und ab bewegt und von einer Welle darüber angetrieben wird. Singer sagte später, das erste Modell sei in elf Tagen für 40 Dollar gebaut worden.

Ein Schiffchen führt seine Spule vollständig durch die Schlinge; die Verschlingung entsteht daher wie beim Greifer: Der Oberfaden liegt schließlich um den Unterfaden. Der Unterschied ist die Bewegung. Ein Langschiffchen läuft in einer geraden Bahn; in der Darstellung fährt das bootsförmige Schiffchen der Tretmaschine unter die Nadel, durch die Schlinge und auf der anderen Seite heraus. Spätere Haushaltsmaschinen verwendeten ein kürzeres, auf einem Kreisbogen schwingendes Schiffchen, wie die Handmaschine in der Darstellung. In beiden Fällen muss es bei jedem Stich anlaufen, anhalten und umkehren, was die Geschwindigkeit begrenzt.

Der Einfaden-Kettenstich

Die andere frühe Maschinenfamilie verwendete nur einen Faden. Bei einem Kettenstich wird jede von der Nadel unten hinterlassene Schlinge offen gehalten, bis die Nadel mit der nächsten Schlinge hindurchkommt, sodass jede Schlinge wie beim Häkeln die nachfolgende hält. Der französische Schneider Barthélemy Thimonnier patentierte 1830 eine solche Maschine. Seine Nadel hatte einen Widerhaken wie eine Häkelnadel, wurde von einem Tretbrett nach unten gedrückt und von einer Feder zurückgezogen. Bis 1841 nähten 80 seiner Maschinen in einer Pariser Werkstatt Armeeuniformen, bis eine Gruppe aufgebrachter Schneider eindrang und sie zerstörte; 1845 hatte er eine Maschine mit 200 Stichen pro Minute, doch die Revolution von 1848 beendete sein Unternehmen.

Die erfolgreichste Einfadenmaschine stammte von James E. A. Gibbs aus Virginia. 1855 sah er einen Holzschnitt der oberen Hälfte einer Grover-und-Baker-Maschine; darauf war weder ein zweiter Faden noch der untere Mechanismus zu erkennen. In der Annahme, sie verwende einen Faden, überlegte er, wie ein einzelner Faden unten verschlungen werden könnte, und entwickelte einen rotierenden Greifer am Ende der Welle unter der Stoffplatte. Seine Patente vom 20. Januar und 2. Juni 1857 (16.434 und 17.427) führten zur Willcox-&-Gibbs-Maschine. Das Patentmodell befindet sich im Smithsonian.

Die Kettenstichmaschine in der Darstellung hat keine Spule. Ihr Greifer nimmt jede Schlinge auf und hält sie unter der Nadel aufgespreizt, der Stoff rückt weiter, und die Nadel geht durch die gehaltene Schlinge hinab; dann lässt der Greifer die alte Schlinge los und nimmt die neue auf. Unten zeigt sich eine Kette, oben eine einfache Linie. Die Kette hat eine ausprobierbare Schwäche: Da jede Schlinge nur die nächste hält, löst ein Zug am freien Ende des letzten Stichs die ganze Reihe Schlinge für Schlinge auf. Drücken Sie Am Ende ziehen. Ein Steppstich verschlingt seine beiden Fäden an jedem Loch und läuft nicht auf.

Zwei Fäden in einer Kette: der Grover-und-Baker-Stich

William O. Grover und William E. Baker, Schneider in Boston, patentierten am 11. Februar 1851 mit Nummer 7931 einen dritten Ansatz: einen Doppelkettenstich aus zwei Fäden von gewöhnlichen Garnrollen, mit einer senkrechten Nadel mit spitzennahem Öhr über dem Stoff und einer waagerechten Nadel darunter. Der Unterfaden bildet unten eine Schlingenkette, durch die der Oberfaden verläuft. Die Naht war elastisch, aber dick und verbrauchte deutlich mehr Faden als ein Steppstich. Solche Zweifadenstiche werden weiterhin verwendet, wo sich eine Naht dehnen muss.

Zickzack

Eine gerade Naht dehnt sich nicht und deckt keine Schnittkante ab. Bewegt sich die Nadel bei aufeinanderfolgenden Stichen abwechselnd seitwärts, verläuft die Naht im Zickzack: Sie kann sich mit Maschenstoff dehnen und über eine offene Kante genäht werden, damit diese nicht ausfranst. Helen A. Blanchard aus Boston erhielt am 19. August 1873 Patent 141.987 für eine Verbesserung, die den Knopflochstich einführte; das Smithsonian vermerkt, dass sie etwa achtundzwanzig Patente erhielt und vor allem für die Zickzack-Überwendlichmaschine bekannt ist. Cooper schreibt, die Haushalts-Zickzackmaschine, eine Weiterentwicklung der Knopflochmaschine, sei bereits in den 1870er-Jahren kommerziell eingesetzt worden. Eine teilweise aufgeschnittene Haushaltsmaschine der 1960er-Jahre in der Sammlung der Science Museum Group besaß eine Schwingnadel für Zickzack variabler Breite und erzeugte mit acht eingesetzten Nahtformern 32 Nahtmuster.

Stellen Sie bei der elektrischen Maschine in der Darstellung die Zickzackbreite ein und schauen Sie von oben. Die Nadelstange schwingt abwechselnd quer, und der Greifer, der sich unter der durchsichtigen Spulenabdeckung um eine senkrechte Achse dreht, erfasst die Schlinge auf beiden Seiten.

Overlock: ein Messer und zwei Schlingenleger

Eine Overlockmaschine, auch Kantenversäuberungsmaschine genannt, näht die Kanten der meisten Konfektionskleider. Ein Messer beschneidet die Kante unmittelbar vor der Nadel, und zwei gebogene Arme, die Schlingenleger, legen Faden um die beschnittene Kante, während die Nadel wenige Millimeter weiter innen eine gerade Linie näht. In der Darstellung ist der Nadelfaden rot, der Faden des unteren Schlingenlegers grün und der des oberen Schlingenlegers goldfarben. Der untere Schlingenleger schwingt unter dem Stoff an der Nadelschlinge vorbei und über die Kante hinaus; der obere steigt außerhalb der Kante von unten auf, erfasst den Faden des unteren Schlingenlegers und führt seinen eigenen oben zur Nadellinie, wo die Nadel vor ihm hinabgeht.

Mehrere Firmen arbeiteten in den 1880er- und 1890er-Jahren an solchen Maschinen. Joseph M. Merrow, dessen Familie eine Strickwarenfabrik in Connecticut betrieb, erhielt am 20. Mai 1890 Patent 428.508 für eine Häkel- oder Überwendlichmaschine, die einen dekorativen Häkelrand an Strickwaren erzeugte. Charles H. Willcox und Stockton Borton erhielten für Willcox & Gibbs am 5. April 1892 Patent 472.095 für einen Zweifaden-Überwendlichstich, dessen Schlingen sich um die Kante verschlingen. 1897 trafen beide Unternehmen vor Gericht aufeinander. Das Gericht akzeptierte, dass Überwendlichmaschinen vor denen von Willcox & Gibbs nicht schneller als etwa 1000 Stiche pro Minute gearbeitet hatten und deren Maschinen mehr als 2000 schafften; es bezweifelte jedoch, dass das Patent von 1892 viel Erfinderisches enthielt, da Maschinen mit demselben Stich bereits bekannt waren. Wer die Overlock erfand, ist daher eine Frage konkurrierender Ansprüche statt eines einzigen Datums.

Sticharten nach Nummern

Die internationale Norm ISO 4915, erstmals 1981 und in zweiter Ausgabe 1991 veröffentlicht, ordnet jeder Stichart eine dreistellige Nummer zu. Die Hunderterstelle dieser Nummer gibt an, zu welcher Klasse der Stich gehört: 100 für Einfaden-Kettenstiche, 300 für Steppstiche, 400 für Mehrfaden-Kettenstiche, 500 für Überwendlichstiche. Der Steppstich einer Haushaltsmaschine ist 301; seine Zickzackform 304; Gibbs' Einfaden-Kettenstich 101; ein Zweifaden-Kettenstich nach Art von Grover und Baker gehört zur Klasse 400; eine Dreifaden-Overlockkante ist 504. Das Labor unter den Bedienelementen zeichnet fünf davon im Längsschnitt der Naht sowie von oben und unten und schaltet die Darstellung auf eine Maschine um, die den jeweiligen Stich erzeugt.

Wie schnell

Die ersten Zahlen wurden mit Handnähen verglichen. In einer Bekleidungsfabrik in Boston forderte Elias Howe fünf der schnellsten Näherinnen zu einem Wettkampf heraus. Zehn gleich lange Nähte wurden vorbereitet; jede Frau bekam eine, Howe nahm die übrigen fünf. Er beendete seine fünf etwas früher, als jede von ihnen eine fertigstellte, und seine Nähte wurden als die festesten und saubersten beurteilt. Dennoch erhielt er keine Aufträge. Die Library of Congress nennt für seine Vorführmaschine 250 Stiche pro Minute.

1861 veröffentlichte Wheeler and Wilson einen Zeitvergleich zwischen vier Handnähenden und vier Maschinenbedienenden. Von Hand wurde feines Leinen mit 23 Stichen pro Minute und feine Seide mit 30 genäht; maschinell mit 640 und 550. Ein Herrenhemd dauerte von Hand 14 Stunden 26 Minuten und maschinell 1 Stunde 16 Minuten; ein Kattunkleid 6 Stunden 37 Minuten gegenüber 57 Minuten. Cooper erwähnt auch einen Hemdenhersteller aus New Haven, der 1860 angab, seine Fabrik fertige 800 Dutzend Hemden wöchentlich mit 400 Maschinen und Bedienenden, die die Arbeit von 2000 Handnähenden erledigten.

Heutige Industriemaschinen sind viel schneller. Eine Dissertation an der Technischen Universität Liberec nennt Nähgeschwindigkeiten von 1000 bis 6000 Umdrehungen pro Minute beim allgemeinen industriellen Nähen und 1000 bis 3000 bei schweren Arbeiten wie Autositzen. Da eine Steppstichmaschine pro Umdrehung einen Stich erzeugt, entspricht das bis zu 6000 Stichen pro Minute. Dabei wird die Nadel heiß: Die Dissertation nennt Höchsttemperaturen von 100 bis 300 °C, ausreichend zum Schwächen des Fadens, und stellte fest, dass ein Luftstrahl zur Nadelkühlung die Temperatur um fast 100 °C senkte. Für Haushaltsmaschinen wurde kein Wert aus einem Museum oder einer wissenschaftlichen Quelle gefunden; deshalb sind die 800 und 1100 Stiche pro Minute in der Darstellung als Schätzwerte gekennzeichnet.

Die Geschwindigkeiten in der Darstellung sind die eingestellten Leistungen der jeweiligen Maschinen; der Regler Zeitlupe bestimmt, wie viel langsamer sie abgespielt werden. Bei ×300 zeigt eine Industriemaschine mit 4500 Stichen pro Minute alle 4 Sekunden einen Stich.

Tretbrett, Kurbel und Motor

Howes und Singers erste Maschinen wurden von Hand gedreht, sodass den Nähenden nur eine Hand für den Stoff blieb. Singer führte seine Maschine auf einer hölzernen Verpackungskiste vor, die zugleich als Gestell diente, und baute ein Tretbrett für den Fußantrieb ein. Wegen der Kistengröße legte er dessen Drehpunkt nahe an die Mitte, ungefähr unter den Spann, und schuf damit das mit Ferse und Zehen betätigte Tretbrett, das bis zur Ablösung durch Elektromotoren an Nähmaschinen blieb. Er ergänzte ein Schwungrad zur Vergleichmäßigung und später ein Eisengestell mit einem Tretbrett, das breit genug für beide Füße war. Dieses war schon zwei Jahre öffentlich benutzt worden, als ein Wettbewerber auf seine mögliche Patentierbarkeit hinwies; inzwischen erlaubte das Gesetz sie nicht mehr.

In der Darstellung wippt das Tretbrett, eine Pleuelstange dreht das große Schwungrad, und ein Lederriemen dreht das Handrad der Maschine. Im Modell hat das Schwungrad etwa den 2,4-fachen Durchmesser des Handrads und dreht sich entsprechend langsamer. Handmaschinen behielten eine Kurbel am Handrad; eine in einem Tragekoffer befindet sich im National Folk Museum of Korea.

Motoren kamen früh, verbreiteten sich aber spät. Solomon Jones patentierte 1871 einen an eine Bartlett-Maschine angebauten „Elektromotor“; Cooper vermerkt jedoch, elektrische Nähmaschinen seien erst im 20. Jahrhundert üblich geworden. Die Science Museum Group besitzt eine elektrische Haushalts-Steppstichmaschine von 1936, aufgeschnitten zur Darstellung ihres Zahnradantriebs, Umlaufmechanismus und Rückwärtstransports; das Museum erklärt, damals seien nur wenige Maschinen elektrisch gewesen, weil nicht jeder Haushalt Strom hatte.

Patente, Klagen und der erste Patentpool

Anfang der 1850er-Jahre kontrollierte kein einzelner Hersteller sämtliche Erfindungen, die eine brauchbare Maschine benötigte. Howe besaß das Patent auf die Nadel mit spitzennahem Öhr und Schiffchen; Wilson auf Umlaufgreifer und Vierbewegungstransport; Singer, Grover und Baker und andere auf eigene Verbesserungen. Howe verklagte Hersteller und sogar Käufer von Maschinen. 1854 zahlte ihm Singer 15.000 Dollar und erwarb eine Lizenz.

1856 vereinbarten Howe und drei Unternehmen, Wheeler and Wilson, Grover and Baker und I. M. Singer, ihre Patente zu bündeln und einander nicht mehr zu verklagen. Das Smithsonian bezeichnet diese Sewing Machine Combination als ersten Patentpool der amerikanischen Industrie. Andere Hersteller konnten gegen eine Gebühr pro gebauter Maschine bauen. Nach Beilegung der Prozesse konzentrierten sich die Firmen auf Herstellung und Verkauf, und die Stückzahlen stiegen rasch.

Fabriken und Haushalte

Die frühen Maschinen wurden an Bekleidungsfabriken verkauft; Wheeler and Wilson zielten von Beginn an auf eine leichte Haushaltsmaschine. Ratenzahlungen von ein oder zwei Dollar monatlich, ein von Singer eingeführtes Verfahren, erleichterten den Verkauf an Familien. Anhand der Seriennummern auf Patentmodellen datiert Cooper Singers Produktion: 2 Millionen Maschinen bis 1877, 5 Millionen bis 1884 und 10 Millionen bis 1891.

Die Maschine veränderte, was Menschen trugen und wo Kleidung hergestellt wurde. Konfektionsumhänge, schreibt Cooper, wurden erheblich billiger, nachdem ab 1853 Maschinen dafür eingesetzt wurden, weil die Fertigungskosten um etwa 80 Prozent sanken. Stückarbeit konnte zu Hause mit einer auf Kredit gekauften Maschine erledigt werden, und dieselbe Maschine fertigte auch die Kleidung der Familie.

Nähmaschinen in Korea

Wann die ersten Maschinen Korea erreichten, hängt von der gelesenen Quelle ab. Die Encyclopedia of Korean Culture der Academy of Korean Studies erklärt, ausländische Maschinen seien erstmals 1938 eingeführt worden, die Entwicklung einer koreanischen Maschine habe Ende der 1950er-Jahre begonnen und die erste in Korea hergestellte Maschine sei 1966 entstanden. Die Ausstellung des Kyungwoon Museum von 2025 zur Geschichte der Nähmaschine in Korea datiert die Ankunft ausländischer Maschinen in Schneidereien auf die späten 1890er-Jahre, als westliche Amtskleidung und Anzüge aufkamen, und zeigt etwa 40 Maschinen aus den Jahren 1859 bis 2011. Beide stimmen darin überein, dass koreanische Maschinen aus den 1960er-Jahren stammen.

Die Enzyklopädie erklärt, Hand- und Tretmaschinen hätten sich in den 1960er- und 1970er-Jahren in Haushalten verbreitet, bevor Konfektionskleidung die Oberhand gewann. Das Museum bezeichnet die Nähmaschine als ersten Posten auf der Haushaltsausstattungsliste einer Braut und berichtet von Maschinen, die Familien bei der Flucht im Krieg mitnahmen. Das National Folk Museum of Korea besitzt eine tragbare Handmaschine aus der Zeit nach 1945 in einem Koffer mit Tragegriff am Deckel, Nummer 48302 seiner volkskundlichen Sammlung. Vor den Maschinen hießen die Nähwerkzeuge der Frauengemächer die „sieben Freunde des inneren Zimmers“: Lineal, Schere, Nadel, Faden, Fingerhut und zwei Arten Bügeleisen. Das koreanische Wort für Nähen, 재봉, verbindet zwei Wörter: 재단, Zuschneiden, und 봉제, Nähen mit der Maschine oder von Hand.

Die sechs Maschinen in der Darstellung

• Industrielle Steppstichmaschine mit Umlaufgreifer: Ein Umlaufgreifer an einer waagerechten Welle unter der Grundplatte dreht sich zweimal pro Stich, ein Motor unter dem Tisch treibt den Kopf über einen Riemen an, und ein Kniehebel hebt den Nähfuß. Bis zu 6000 Stiche pro Minute.
• Tretmaschine mit Langschiffchen: Schwarze Emaille mit schlichter Goldlinierung, ein eisernes Tretgestell mit großem Schwungrad und Pleuelstange, ein Lederriemen und ein bootsförmiges Schiffchen in gerader Laufbahn. Bis zu 640 Stiche pro Minute, die Maschinenleistung bei feinem Leinen in den Versuchen von 1861.
• Handmaschine mit Schwingschiffchen: Eine Kurbel an einem Speichenhandrad und ein kurzes Schiffchen, das im Kreisbogen schwingt. Die 400 Stiche pro Minute, die sie in der Darstellung erreicht, sind geschätzt.
• Elektrische Haushaltsmaschine mit von oben eingelegter Spule: Ein Greifer dreht sich unter einer durchsichtigen Spulenabdeckung um eine senkrechte Achse, Motor und Lampe sitzen im Gehäuse, ein Fußanlasser auf dem Boden, und die Nadel schwingt für bis zu 5 mm breiten Zickzack. Die dargestellten Geschwindigkeiten sind Schätzwerte.
• Einfaden-Kettenstichmaschine: Keine Spule, ein rotierender Greifer hält jede Schlinge für die nächste offen. Wird am Ende gezogen, löst sich die Naht auf.
• Dreifaden-Overlockmaschine: Ein Messer, zwei Greifer und eine Nadel; drei Garnkonen auf einem Ständer. Bis zu 6000 Stiche pro Minute.

Keine ist die Kopie eines bestimmten Herstellermodells, und keine trägt einen Namen oder ein Markenzeichen. Die Maschinen sind allgemeine Bauformen, die die Arbeitsweise jeder Art zeigen.

Wie sich das Modell von echten Maschinen unterscheidet

Das durchsichtige Modell ist zehnfach vergrößert und verlangsamt; bei einer echten Industriemaschine dauert der gesamte hier gezeigte Stich 1/100 Sekunde. Der Faden ist doppelt so dick wie in Wirklichkeit gezeichnet, damit er aus dem Betrachtungsabstand sichtbar ist, und der Stoff ist entlang der Naht aufgeschnitten, um den inneren Knoten zu zeigen. Die Zeitwerte (Erfassen bei 2,4 mm Anstieg, tiefster Fadenhebelstand bei 300° und höchster bei 355°, Transport zwischen 18° und 78°) sind eigene Modellwerte nach veröffentlichten Regeln; echte Maschinen unterscheiden sich je nach Modell, Nadelstärke und Stoff.

Die Schlinge ist als Schlaufe gezeichnet, die dem Umriss des Greifers oder Schiffchens folgt. Echter Faden verdreht, verschiebt und dehnt sich auf Arten, die das Modell nicht nachzubilden versucht; der Knoten ist als zwei gekreuzte Schlaufen in einer durch eine einfache Spannungsregel bestimmten Tiefe gezeichnet. Die Maschinen, die hier in ihrer Originalgröße gezeigt werden, enthalten im Inneren keine tatsächlich arbeitenden Mechanismen: Wellen, Kurbeln und Zahnräder sind nicht modelliert, nur die sichtbaren beweglichen Teile. Bei der Overlock sind die Greiferbahnen vereinfacht, damit ihre Reihenfolge erkennbar bleibt; an einer echten Maschine bewegen sie sich schneller und enger beieinander. Wo keine veröffentlichte Zahl gefunden wurde, bei den Geschwindigkeiten der Haushalts- und Handmaschinen und den Nahtlängen im Kleidungsrechner, kennzeichnet die Darstellung den Wert als Schätzung.