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Room 19
The Development of the Rotating Hook
From the "Phönixblättern"of the Bielefelder sewing machine manufacturer Baer & Rempel
1909
The reason for the publication of the following explanations is the assumption made by Mr. Lind in his "catechism" of sewing machine science (Deutsche Nähmaschinen Zeitung, December 1908), that the so-called "Rotary Hook" of the No. 11 Machine of the American Wheeler & Wilson Mfg Company.
We use this opportunity to give a general survey of the development of the rotating hook system in general and to present our conception of the history of the practically useful "Rotary Hook Bobbin".
The idea of lockstitch sewing machines stitching the lower thread with a rotating hook instead of a shuttle, was first conceived in 1852 by Allen B. Wilson (see Prof. H. Richard, "Die Nähmaschine ") with the well known "curved needle" sewing machine, that still referred to today as the Wheeler & Wilson machine.
The No. 11 Machine already had the main features of the Rotary or Rotating Hook principle, as it is now in general use, only it was flatter and had a flat, high point, with which he grasped the needle thread on the needle, as shown in Fig. 1.
Die Entwicklung des freilaufenden Greifers
Aus den "Phönixblättern" der Bielefelder Nähmaschinenfabrik Baer & Rempel
Den äußeren Anlaß zur Veröffentlichung der nachstehenden Ausführungen gibt die von Herrn Lind in seinem Katechismus der Nähmaschinenkunde (Deutsche Nähmaschinen Zeitung, Dezember 1908) gemachte Annahme, daß der sog “brillenlose“ Greifer der Wheeler & Wilson Nr.11 Maschine von der amerikanischen Wheeler & Wilson Mfg Company geschaffen sei.
Wir benutzen diese Gelegenheit, um einen allgemeinen Überblick über die Entwickelung des freilaufenden Greifers überhaupt zu geben, und um unsere Auffassung von dem Werdegang des praktisch brauchbaren Greifers mit Spulengehäuse ohne Brille darzulegen.
Der Gedanke, bei Doppelsteppstich Nähmaschinen die Verschlingung des oberen mit dem unteren Faden anstatt mittels eines Schiffchens durch einen Drehhaken oder Greifer zu be wirken, wurde zuerst im Jahre 1852 von Allen B. Wilson gefaßt (vgl. Prof. H. Richard, "Die Nähmaschine") und in der bekannten Nähmaschine mit gebogener Nadel, die noch heute als die Wheeler & Wilson Maschine bezeichnet wird, zur Ausführung gebracht.
Der Greifer dieser Maschine wies bereits die Hauptmerkmale des freilaufenden Greifers auf, wie er heute allgemein im Gebrauch ist, nur war er flacher und besaß eine ebene, hohe Spitze, mit der er den Oberfaden an der Nadel erfaßte, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist.
In der Aushöhlung des Greifers, dem sog Kessel, lag die ganz flache, fast geschlossene Spule und wurde dort durch die auf der Grundplatte der Maschine befestigte Brille in senkrechter Lage gehalten.
Der Oberfaden wurde vom Greifer um die den Unterfaden enthaltende Spule herumgeführt, wodurch die als Doppelsteppstich bezeichnete Verbindung der Fäden entstand.
Die Stichbildung spielte sich also in der gleichen Weise ab, wie bei den heute gebräuchlichen Maschinen dieser Art.
Nur fiel dem alten Greifer noch die Aufgabe zu, beim Erfassen und Erweitern der Oberfadenschleife gleichzeitig die vorher gebildete und von dem ßürstchen auf dem Greiferrücken solange festgehaltene Schleife zuzuziehen und damit den Stich fertig zu bilden, da die Maschine keinen besonderen Fadenaufnehmer besaß.
Der Greifer drehte sich hierbei mit gleichförmiger Geschwindigkeit.
Da die krummadlige Greifermaschine für schwerere Arbeiten mit der (gradnadligen) gerade Nadel Schiffchen Maschine nicht konkurrieren konnte, sah sich die Wheeler & Wilson Company genötigt, ihre Maschine einer durchgreifenden Umgestaltung zu unterziehen.
Die hierdurch geschaffenen Neuerungen sind in dem amerikanischen Patent 124.360 vom 5, März 1872 enthalten und verdanken ihre Entstehung dem Konstrukteur der Wheeler & Wilson Company, James A. House.
Die ersten Maschinen dieser Art wurden auf der Wiener Weltausstellung 1873 vorgeführt.
Hier interessieren uns hauptsächlich diejenigen Aenderungen, die mit dem Greifer vorgenommen wurden.
Zunächst konnte durch Einführung des von einer Kurve betätigten Fadengebers das Bürstchen beseitigt werden.
Gleichzeitig war es aber erforderlich, dem Greifer eine ungleich förmige Drehgeschwindigkeit zu geben, um der Kurve des Fadengebers eine praktisch zulässige Steigung geben zu können, und um die Bewegung des Greifers in Einklang mit der der Nadel zu bringen.
Diese ungleichförmige Drehgeschwindigkeit des freilaufenden Greifers ist noch jetzt bei den allgemein gebräuchlichen Greifermaschinen in Anwendung.
Um sie zu erzeugen, bediente sich House zunächst noch nicht der heute üblichen Kurbelschleite oder Kulissenkurbel, sondern er erfand die sog Differentialscheibe deren Beschreibung hier zu weit führen würde.
Nur soviel sei erwähnt, daß bei dieser Einrichtung die gleichförmig rotierende Antriebswelle mit der ungleich förmig rotierenden Greiferwelle in einer Linie, also nicht exzentrisch zu ihr lag.
Als weitere Neuerung führte House das Spulengehäuse, heutzutage fälschlich Rundschiffchen genannt, ein, das zur Auf nahme der Unterfadenspule diente, die er erheblich dicker machte.
Infolgedessen mußte auch der Greifer entsprechend geändert werden.
Der Greiferkessel wurde tiefer, die Spitze rund und scharf auslaufend, wie sie heute noch ist.
Außerdem stattete House den Greifer mit einem, der Greiferspitze entgegengerichteten und sie überdecken den Haken aus, Fig. 2, der zunächst den Zweck hatte, die vom Greifer abgeworfene Ober fadenschleife vor dem Verfangen mit der Greiferspitze zu schützen.
Gleichzeitig bewirkte aber dieser Gegenhaken auch den Abzug des für jeden Stich erforderlichen Unterfadens von der Spule, wie insbesondere aus dem amerikanischen Patent 286.988 von H. P. Bayley hervorgeht. (Durch den von uns erbrachten Nach weis für diese letztere Tätigkeit des Gegenhakens wnirde die Nichtigkeitserklärung des Scharnbergschen Patentes 130.470 herbeigeführt).
Dieser Gegenhaken, der auch zeitweilig bei älteren Phönixmaschinen vorhanden war. dann aber fallen gelassen worden ist, ist neuerdings wieder zu Ehren gekommen, worauf später zurückzukommen ist.
Das von House eingeführte Spulengehäuse besaß bereits eine primitive Spannungseinrichtung für den Unterfaden in Gestalt einer Reihe in den äußeren Rand gebohrter Löcher, durch die der Unterfaden hindurchgefädelt wurde.
Außerdem saß am Umfang des Greifers ein kleines Plättchen, das im Moment des Anziehens des gebildeten Stiches den Unterfaden zwischen sich und einem unterhalb der Stichplatte an der Maschine befestigten Finger festklemmte.
Diese ziemlich difizile als, Momentspannung bekannte Einrichtung wurde im Jahre 1883 durch den bereits erwähnten Bayley dahin verbessert, daß auf den Rand des Spulengehäuses die noch Reute übliche Spannungsfeder geschraubt wurde, deren Druck auf den Unterfaden beliebig geregelt werden kann.
Hier muß auch der Versuche gedacht werden, die gemacht wurden, um einen bloß aus einem Haken ohne Kessel bestehen den Greifer als Stichbildungsorgan einzuführen.
Da bei dieser Konstruktion das Spulgehäuse nach unten im Greifer keinen Halt findet, muß es durch besonders eingerichtete Halter oder Brillen am Herausfallen verhindert werden.
Wir erwähnen die in den amerikanischen Patenten 345.207 von C. H. Bayley, 456.383 von Ricks dargestellten Greifer, sowie die Konstruktionen von Steiner-Graz, die Aurora Maschine von Castro & Lind, neuerdings die Namouna von Seidel & Naumann.
Alle diese Greifer haben aber nicht vermocht, sich praktisch zu bewähren, da sich die damit verbundenen Uebelstände nicht ganz beseitigen ließen.
Mit der Einführung des Spulengehäuses mit Spannungs feder hatte die Entwicklung des freilaufenden Greifes mit Brille, Fig. 3, einen gewissen Abschluß erlangt, und bis auf den heutigen Tag ist daran nichts wesentliches mehr geändert worden.
Gleichzeitig mit der Entwicklung des freilaufenden Greifers mit Brille vollzog sich die des sog. "brillenlosen" Greifers, bei dem das an der Greiferdrehung ebenfalls nicht teilnehmende Spulengehäuse mittels eines Randflansches in einer entsprechenden Ringnut des Greifers gehalten wird, so daß sich die Anwendung einer Brille erübrigt.
Auf der Weltausstellung in Philadelphia 1876 wurden Zweirollenmaschinen von Wardwell gezeigt, bei denen dieses Prinzip zum ersten Mal verkörpert war.
Jedoch vermochten sich diese Maschinen einen Eingang in die Praxis ebensowenig zu verschaffen, wie fast alle nachfolgenden, die an der Stelle der Unterfadenspule gleich die käuflichen Garnrollen benutzen wollten.
Der Wardwell-Greifer, Fig. 4 wies Dimensionen und Formen auf, die nicht im entferntesten dem heute gebräuchlichen "brillenlosen" Greifer ähneln.
Dagegen gebührt einem deutschen Erfinder, Max Gritzner in Durlach, die Ehre, zuerst den Typus des heutigen Greifers mit Spulengehäuse ohne Brille geschaffen zu haben. In seinem deutschen Patent 29.946 vom Jahre 1884 sind bereits voll ständig die noch heute gebräuchlichen Formen dieser Konstruktion enthalten, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, die jener Patent schrift entnommen ist und das Spulengehäuse darstellt.
Er erhielt auf diese Konstruktion auch das amerikanische Patent 260.478, woraus hervorgeht, daß er gegenüber Wardwell doch noch etwas Neues geschaffen hatte. Dieses letztere Patent datiert vom 4, Juli 1882.
Zum Vergleich bringen wir in Fig. 6 in Vorderansicht und Grundriß die Fig. 16 und 17 des amerikanischen Patent 480.181 vom Jahre 1892, das sich auf die W & W Nr. 11 Maschine bezieht.
Es folgt daraus zur Evidenz, daß sich die W. & W. Company nicht, den Wardwell - Greifer. Fig. 4, sondern weit eher den Gritznerschen Greifer samt dessen Spulengehäuse, Fig. 5, zum Vorbild genommen haben dürfte, denn die Gritznerschen Patente werden der W & W Company wohl genau bekannt gewesen sein.
Mit Rücksicht auf Gritzners Patent 29.946 mußte auch auf die Anmeldung der W & W Company (beim Patentamt eingegangen am 1. August 1892) ein Patent, das sie auf ihren brillenlosen Greifer nehmen wollte, infolge des Einspruches von R. Gritzner in Durlach und M. Schleicher in Bielefeld versagt werden.
Es ist damit die Priorität der Erfindung M. Gritzners, soweit diese bestimmte Konstruktion des brillenlosen Greifers in Betracht kommt, einwandsfrei festgestellt worden.
Außer der Konstriiklion des biilitnlosen Greifers in derbekannten Form hat die Nähmaschinentecbnik Max Gritzner noch zwei andere Frfmdungen zu verdanken, die in den modernen Schnellnähmaschinen eine wichtige Rolle spielen.
Es ist dies zunächst die Beseitigung der ungleichförmigen Drehbewegung des Greifers.
Aus dem deutschen Patent 7016 von Max Gritzner vom Jahre 1878 geht hervor, daß er dem Greifer mittels Zahn räderübersetzung die doppelte Geschwindigkeit der antreibenden Welle erteilte, so daß der Greifer für jeden Doppelhub der Nadel 2 Umdrehungen machte.
Ferner hat er sich in den ei wähnten Patenten noch einen dritten Erfindungsgedanken schützen lassen.
Um der Oberfaden schleifan der Stelle, wo das Spulengehäuse an dem seine Drehung verhindernden festen Teil der Maschine anliegt, einen freien Durchgang zu verschaffen, ersann er eine Steuerung für das Spulengehäuse, durch die letzteres im entscheidenden Moment zwangläufig etwas von seiner Anlagestelle entfernt wird, so daß der Oberfaden ungehindert hindurchschlüpfen kann.
Diese Einrichtung ist ebenso, wie die vorhergehende, lange Zeit unbeachtet geblieben, bis sie neuerdings wieder von der W & W Company aufgegriffen worden ist. worauf wir noch zurückkommen werden.
Die Ursache, weshalb die Gritznerschen Erfindungen in der Praxis keinen durchschlagenden Erfolg zu erringen vermochten, ist jedenfalls darin zu suchen, daß die gewählten Abmessungen der Unterfadenspule, und damit des Spulengehäuses und Greifers, derart große waren, daß die Nähfähigkeit der Maschine dadurch in gleichem Verhältnis heruntergedrückt wurde.
Wer vermöchte sich heute eines Lächelns zu erwehren, wenn er liest, was Max Gritzner in der Beschreibung seines deutschen Patentes 7016 sagt:
“ Die Maschine besitzt ein Schiffchen (Spulgehäuse), welches eine solche Fadenlänge zu fassen vermag, daß einen ganzen Tag lang anhaltend genäht werden kann, bevor die Fadenspule abläuft “.
Dieses Phantom der größtmöglichen Spule hat bis in die neueste Zeit hinein selbst in den Köpfen ernsthafter Nähmaschinentechniker gespukt, obgleich durch die Praxis längst erwiesen war, daß die Spule über ein gewisses Maß hinaus nicht vergrößert werden kann, ohne daß die Nähfähigkeit der Maschine beeinträchtigt wird.
Von der Richtigkeit dieses Satzes durchdrungen, hat die W & W Company konsequent an der kleinen Spule festgehalten, und indem sie diese auch bei dem "brillenlosen" Greifer einführte, gelang es ihr, die Klippen, an denen die Naschine von Gritzner gescheitert war, glücklich zu vermeiden und in ihrer Nr. 11 Maschine, die 1894 auf den Markt kam, die damals am schnellsten nähende Maschine zu schaffen.
Damit war der Einführung dieses von Max Gritzner geschaffenen Greifersystems m die Praxis Tür und Tor geöffnet und es hat sich bis heute als das für Schnell nähmaschinen geeignetste erwdesen.
ln Fig. 7 ist die ursprüngliche Form des modernen brillenlosen Greifers nebst darin gehaltenem Spulengehäuse mit Spule dargestellt.
Das Spulengehäuse besitzt einen Ansatz, der sich gegen einen festen Teil der Maschinenplatte legt, um die Drehung zu verhindern. Dieser Ansatz entspricht dem sog Hörnchen des Spulengehäuses bei Greifern mit Brille.
Die ersten Spulengehäuse von House und Baylay besassen kein Hörnchen, das erst Ende der 80er Jahre des 19 Jahrhunderts eingeführt wurde, um dem Spulengehäuse einen besseren Halt zu geben und dadurch die für jeden Stich erforderliche Unterfadenabgabe gleichmäßiger zu gestalten und die Qualität der Naht zu verbessern.
Der brillenlose Greifer blieb dann mehrere Jahre hindurch unverändert, und nur das Spulengehäuse wurde in Bezug auf die Spulensicherung kleinen Aenderungen unterzogen, die hier nicht weitet erwähnt zu werden brauchen.
Größeres Interesse beanspruchen dagegen diejenigen Einrichtungen, die die Zerlegung des Spulengehäuses in zwei Teile zum Gegenstand haben, um den einen Teil, auf dem sich die Spannungsfeder befindet, zwecks deren bequemer Regelung in die Hand nehmen zu können, während der andere Teil mit dem Randflansch im Greifer sitzen bleibt.
Diese Einrichtung ist zuerst im amerikanischen Patent 619.250 von Dial und Dimond (1899) beschrieben und von der W & W Company für Maschinen mit senkrechter Greiteiavelle (V. II.) angewandt worden.
Deutsche Konstruktionen dieser Art sind die von Gebr. Nothmann. Gebrauchsmuster 179.455, und von H. Mundlos & Co., Patent 147.181.
Außerdem sind die Einrichtungen zum Oelen des Rand flansches und der Nut im Greifer zu erwähnen.
Hier ist an erster Stelle wieder Max Gritzner zu nennen, der in seinem Patent 29.946 einen ölgetränkten Docht zu diesem Zwecke verwendet, ferner unser Patent 147.210. sowde das amerikanische Patent 723.371 von Dial und Dimond, die den gleichen Zweck verfolgen.
Die Obertadenschleife findet bei der Umführung um das Spulengehäuse des brillenlosen Greifers, wie schon oben erwähnt, weiter keinen Widerstand, als beim Durchschlüpfen durch den Anlagepunkt des die Drehung des Gehäuses verhindernden Ansatzes.
Je schneller die Maschine näht, um so fester wird dieser Ansatz an seinen Anlagepunkt gedrückt, und umso schwieriger wird für die Oberfadenschleife der Durchgang, so daß dadurch die Nähfähigkeit eng begrenzt ward. Max Gritzner erkannte bereits diesen Uebelstand und suchte ihn durch eine Einrichtung zu beseitigen, mittels w'elcher das Spulengehäuse so gesteuert wurde, daß im Augenblick des Durchschlüpfens der Oberfadenschleife ein freier Durchgang für sie an dem Anlagepunkf geschaffen wurde.
Die W & W Company hat diesen Gedanken in anderer Form bei ihren neueren und zugleich letzten Nähmaschinen, die unter ihem Namen in die Welt gingen, ebenfalls zur Anwendung gebracht, indem sie den brillenlosen Greifer wieder mit dem alten, von House eingeführten Gegenhaken versah.
Auf diesem Haken sifzt ein achsialer Vorsprung, der den Unterfaden zur Seite drängt und dadurch eine leichte Drehung des Spulengehäuses bewirkt, die ausreicht, um es im Augenblick des Oberfadendurchganges von dem erwähnten Anlagepunkt zu entfernen und den freien Durchgang zu gestatten.
Dieser Greifer rotiert auch mit gleichförmiger Geschwindigkeit und dreht sich, wie der alte Gritznersche. wieder zweimal bei jedem Doppelhub der Nadel.
Die Firma Baer & Rempel, Bielefeld hat diesen jüngsten der freilaufenden Greifer (jedoch mit einmaliger Drehung und gleichförmiger Drehgeschwindigkeit) bei unseren Schnell nähmaschinen eingeführt.
Er ist in Fig. 8 dargestellt.
Das Spulengehäuse unterscheidet sich von dem früheren durch den Fortfall des Hörnchenansatzes.
Statt dessen besitzt es einen Ausschnitt, in den ein an der Maschine fester Anschlag einfaßt.
Die Anordnung stellt also eine Umkehrung der früheren dar.
Auf dem Gegenhaken hat die Firma, außer dem bereits erwähnten Steuerungsvorsprung, noch einen zweiten Vorsprung angebracht, der nach ihrem Patent 122.696 zur Regelung des Unterfadens, also zur Erzielung einer schöneren Naht dient.
Damit wären wir vorläufig am Ende der Entwicklung des freilaufenden Greifers angelangt. Zu erwähnen bleibt noch ein Versuch, eine Art Kombination von brillenlosem und Greifer mit Brille zu schaffen, wie er nach dem amerikanischen Patent 180.182 von Dial im Jahre 1892 gemacht worden ist, jedoch ohne praktischen Erfolg.
Außerdem ist noch auf den eigenartigen Greifer der Willcox & Gibbs Doppelsteppstichmaschine hinzuweisen, der zuerst in dem amerikanischen Patent 239.988 vom Jahre 1881 und im deutschen Patent 39.922 von 1887 beschrieben ist.
Er gehört zu den Greifern mit Brille, rotiert mit gleichförmiger Geschwindigkeit und ist bei dem Schnell-nähmaschinen-Phönix MM (Syst. W & G) zur Anwendung gelangt.
Oesterreichische Nähmaschinen Zeitung 1909
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