Die Nähmaschine dient zur mechanischen Herstellung einer Naht.
Zusammenspiel von Nadel und Faden
Zur Herstellung einer Naht innerhalb eines Gewebes werden ein oder mehrere Fäden (Nähgarn) durch Nähen miteinander verknüpft, wobei der sogenannte Oberfaden zuvor mit einer Nähmaschinennadel durch das Gewebe geschoben wird. Ein Greifer übernimmt nach dem Durchstich der Nähnadel durch das Nähgut einen Teil des zunächst an der Nadel anliegenden Oberfadens; dieser muss dem Greifer zuvor zugänglich gemacht werden. Das erfolgt meist durch den Schlingenhub, eine Nadelbewegung, die nach dem unteren Totpunkt der Nadel in Richtung Ausstich erfolgt und den Faden von der Nadel löst.
Die nun folgende Verschlingung bei der Doppelsteppstichmaschine geschieht entweder durch Hindurchführen eines Spulenfadenwickels zwischen Nadel und großgezogener Fadenschlinge, wobei Spulenfaden abgewickelt wird, oder durch Umführen der Fadenschlinge um einen Spulenwickel. Das Bild zeigt die Umführung einer Fadenschlinge eines einfach vertikal umlaufenden Greifers um einen Spulenfadenwickel zur Bildung des Doppelsteppstiches. Die meisten heute gebauten gleichförmig umlaufenden Greifersysteme machen zwei Umdrehungen pro Stich, allerdings werden auch Greifersysteme mit drei Umdrehungen pro Stich gebaut. Die horizontal umlaufenden Greifersysteme erlauben das Wechseln der Spule von oben. In preiswerten Haushaltsnähmaschinen werden oft auch oszillierende Greifersysteme eingesetzt.
Bei Kettenstichmaschinen wird anstelle des Spulenwickels der nächste Nadeleinstich verwendet, um die Verschlingung zu erzielen.
Das Bild rechts zeigt die Stichbildung eines Einfaden-Kettenstiches, wie sie auch heute noch vielfach bei Knopfannähern, Stielumwicklern, Punktheftmaschinen, Reihmaschinen etc. in der nähenden Industrie eingesetzt wird. Wenn der Greifer fadenführend ist, so spricht man vom Doppelkettenstich. Allerdings wird bei dieser Stichart die Nadelfadenschlinge durch den Greiferfaden verkettet; der Greiferfaden selbst wird durch den nächsten Einstich der Nadel verkettet, so dass eine Doppelverkettung erzeugt wird. Dazu muss die Nadel präzise in das Fadendreieck stechen, was voraussetzt, dass sich die Schlinge des vorhergehenden Nadelfadens und der Greiferfaden in einer bestimmten, stabilen Position befinden, um die Verkettung zu ermöglichen. Oft wird mit mehreren Nadeln und einem Greiferfaden gearbeitet (Unterdecknaht), auch Oberfadenleger werden in Kombination eingesetzt.
Überwendlichmaschinen haben meist zwei Greifer, die beide fadenführend sein können. Sie arbeiten um die Versäuberungskante herum, die Verkettung durch die Nadel geschieht auf der Nähgutoberseite, während die Verkettung von Doppelkettenstichmaschinen auf der Unterseite unterhalb der Stichplatte erfolgt. Pelznähmaschinen arbeiten ebenso um die zu vernähenden Stoffkanten herum. Hier kommen sowohl Maschinen mit nur einem Greifer (Einfaden – Kettenstich) als auch andere Greifersysteme zum Einsatz. Üblich ist hier der Transport des Nähgutes mittels angetriebener horizontaldrehender Teller.
Die maschinell hergestellte Handnaht vernäht einen kurzen Faden, der jeweils in das Nadelöhr eingefädelt wird. Zwei Nadelzangen, die oberhalb und unterhalb des Stoffes arbeiten, schieben und ziehen die Nadel wechselweise durch den Stoff. Das Nadelöhr befindet sich in der Nadelmitte, die beiden Nadelenden sind spitz.
Diese Naht wird auch mittels einer Nähmaschine mit Hakennadel erzeugt. Der Haken befindet sich am Ende der Nadel in der Nähe der Nadelspitze. Damit der Haken keine Beschädigungen am Stoff verursacht, ist er während des Durchstichs durch das Nähgut durch einen beweglichen Schieber verdeckt. Der Nähfaden wird oberhalb des Nähgutes in den Nadelhaken eingelegt. Dazu wird der Schieber betätigt, um den Haken freizugeben. Nach dem darauffolgenden Verschließen des Hakens durch den Schieber wird der Nähfaden auf die zu vernähende Länge abgeschnitten. Es erfolgt der Durchstich der Hakennadel durch das Nähgut. Jetzt gibt der Schieber den Faden zur kompletten Übernahme auf den Greifer und die Fadenzange frei. Der nächste Stich ist ein Leerstich. Danach wird der Faden durch die Fadenzange wieder in den Haken der Nadel eingelegt, sodass der folgende Stich wieder ein Stich mit Nähfaden wird (Punktstich).
Die Länge der Fäden, die vernäht werden können, ergibt sich durch die Größe des Greiferweges, der das Durchziehen des Nähfadens durch das Nähgut nach jedem Stich übernimmt (kleiner als 1 m).
Die imitierte Handnaht erzeugt eine Einfaden-Kettenstichnaht und arbeitet mit einer Hakennadel und einer Nadel mit Öhr.
Passive oder aktiv angetriebene Nadelanschläge tragen wesentlich zur Stichsicherheit bei, da bei der Aufnahme des Nadelfadens auf den Greifer dieser ganz dicht an der Nähnadel vorbeigeführt werden muss, ohne die Nadel zu berühren. Weitere Stichbildungsorgane wie Spannung, Fadenhebel und Fadenscheibe dienen der Kontrolle und zum Spannen der Fäden. Bei Doppelkettenstichmaschinen werden auch Spreizer eingesetzt, um den Greiferfaden durch die Nadel sicher verketten zu können.
Für jede Nähgutart werden geeignete Transporteinrichtungen zum Erzeugen einer Stichlänge oder Stichfolge gebaut. Der bei Haushaltnähmaschinen meist alleine arbeitende Untertransporteur weist den Nachteil auf, dass nur die untere Stofflage angetrieben wird, während der Nähfuß die obere Stofflage bremst. Das führt zu unerwünschten Stofflageverschiebungen, die durch geschicktes Ziehen (Dehnen) der unteren Stofflage während des Nähens teilweise ausgeglichen werden können. Pfaff baut daher eine Haushaltnähmaschine mit zusätzlichem Obertransporteur, der diesen Fehler teilweise kompensiert. Bei Overlockmaschinen und Überwendlichmaschinen werden oft zwei im Weg differenziert einstellbare Untertransporteure eingesetzt, wobei der vordere Transporteur das Ziehen (Dehnen) der unteren Stofflage übernehmen kann. Diese Maschinen werden auch mit zusätzlichem Obertransporteur eingesetzt. Der zusätzliche Obertransporteur ist in der Industrie weit verbreitet und wird auch durch angetriebene Walzen, Räder oder Bänder im oder am Nähfuß verwirklicht. Wenn zusätzlich zum Untertransporteur die Nähnadel nach dem Durchstechen mit transportiert, so spricht man vom Nadeltransport. Die Transportwirkung der Nähnadel zum Verringern von Stofflageverschiebungen ist allerdings nur bei unelastischem Nähgut wirksam.
Im Lederwarenbereich werden teilweise Dreifachtransportmaschinen verwendet. Hier kommt der Untertransporteur wie auch der Obertransporteur zur Wirkung, wobei zusätzlich die Nadel während des Stichbildungsvorgangs mit transportiert. Ein Haltefuß hebt sich während des Transportvorgangs und hält das Nähgut beim Leertransport fest (alternierender Transport). Stehen keine ausreichenden Transportorgane zur Verfügung, können Nähfüße mit Teflon belegt werden; auch Rollfüße sind im Einsatz. In der Schuhindustrie sind auch angetriebene Rollfüße üblich. Gängige Praxis war früher das Pudern von Lederwaren oder Einölen von Plastikmaterial, wenn kein ausreichender Transport vorhanden war. Auch reibungsminderndes Papier wurde teilweise mitgenäht. Diese Praxis ist beim Nähen von Samt im Haushaltbereich auch heute noch üblich.
Die Grundform der Nähmaschine ist die rechtsständige Flachbettnähmaschine. Für besondere Arbeitsgänge sind entsprechende Nähmaschinenformen entwickelt worden, die wie folgt zu unterscheiden sind: Flachbett-, Sockel-, Säulen-, Freiarm- und Blocknähmaschine. Es wurden auch vereinzelt linksständige Nähmaschinen gebaut, die Armmaschine unterteilt sich in freiarm-, armabwärts- und armaufwärtsnähende Ausführungen. Die Säulenmaschine gibt es in mehreren Säulenhöhen und -konstruktionen sowie mit drehbarer Kurbelsäule in verschiedenen Ausführungen.
Nähautomaten, Knopflochmaschinen
Nähautomaten arbeiten meist mit Werkzeugen, die für spezielle Arbeitsvorgänge, wie das Erzeugen eines Knopfloches, das Annähen von Knöpfen oder eine definierte Verriegelung konstruiert werden. Es werden oft Messer eingesetzt, um mit dem Arbeitsgang Nähen andere Arbeitsgänge zu koppeln. Weit verbreitet ist das gleichzeitige Beschneiden der Nahtkanten beim Vernähen. Hier kommen meist ein bewegliches Obermesser und ein feststehendes Gegenmesser zum Einsatz, wobei große Standzeiten erreicht werden, wenn eines der beiden Messer aus Hartmetall besteht. Knopflochmaschinen schneiden in der Regel die genähten Knopflöcher vor oder nach dem Nähen automatisch auf. Doch es werden auch Messer bei anderen Näharbeiten eingesetzt, weil der Einschnitt zur Naht genau bestimmt werden kann. Die meisten Industrienähmaschinen haben automatische Fadenabschneider eingebaut. Knopfannäher können mit automatischer Knopfzufuhr ausgestattet werden. Vollautomaten, die ohne Bedienpersonal auskommen, sind nur selten verwirklicht worden; Textilien, die keine vorherbestimmbaren Positionen einnehmen, eignen sich nicht gut zur Automatisierung. Allerdings werden für viele spezielle Arbeiten entsprechende Halbautomaten eingesetzt.