Taschenfeder – was Sie aus macht und welche Qualitätsmerkmale es gibt

Die Tonnentaschenfeder gilt allgemein gesprochen als Alternative zur Bonellfeder. Und obwohl beide Federsysteme zunächst die Idee vereint, dass sie mehrfach gewundene Stahldrahtfedern sind, können zwei eklatante Unterschiede zwischen den beiden Federarten festgestellt werden: Die Tonnentaschenfeder hat eine bauchige Konstruktionsform und ist in Stofftaschen eingepackt, wohingegen Bonellfedern prägnante Taillierungen besitzen und frei liegen. Werden mehrere Tonnentaschenfedern zu einem Federkern zusammengesetzt, so werden sie immer über eine Stoffnaht miteinander verbunden, wohingegen bei Bonellfedern stattdessen ein Spiralfederzug die Verbindung übernimmt.

Geschichte und Herkunft

Die sogenannte Marshall-Coil gilt als erste Stahldrahtfeder der Geschichte, welche in Stofftaschen eingepackt wurde. Erfunden hat sie ein britisch-stämmiger Ingenieur namens James Marshall um 1900 in Kanada. Wenig später reichte er seine Idee dem Patentamt ein und gilt heute im allgemeinen Verständnis als Vorreiter dieser herausragenden Idee.
Dennoch liegen auch dem deutschen sowie europäischen Patentamt verschiedene Patente vor, in denen geschwungene Stahldrahtfedern in Stofftaschen patentiert sind. Diese weisen in ihrer Art zum einen die Charakteristik auf, ebenfalls in Stofftaschen eingepackt zu sein und zum anderen eine sichtbare bauchige Konstruktionsform zu haben. Die Ähnlichkeit der Feder mit einer bauchigen und volumigen Tonne brachte ihr ihren Namen ein. Zur Entwicklung dieser Idee lässt sich sagen, dass sie insbesondere aus dem Grund aufkam, weil nach einem dynamischen Federkernsystem insbesondere für Matratzen und Boxsprings verlangt wurde, welches ein Mehr an Stützkraft bieten konnte und trotzdem dynamischer auf Druckausübung reagieren konnte als ein Lattenrost. Interessant ist, dass nach dem derzeitigen Stand der Verkaufs- und Produktionszahlen sich Bonellfedern und Tonnentaschenfedern nahezu in einem Verhältnis von 1:1 gegenüber stehen, wobei die Tendenz zu beobachten ist, dass das Interesse an der Tonnentaschenfeder weiter steigend ist.

Verwendungszweck

Zum größten Teil erfolgt die Produktion der Tonnentaschenfeder für die Bettenindustrie. Die Funktion der Federsysteme ist dabei eindeutig zuzuordnen: Wer beispielsweise eine dynamisch und auf Druck reagierende Unterfederung in einem Bett benötigt, der ist mit einer Tonnentaschenfeder wesentlich besser bedient als beispielsweise mit einem handelsüblichen Lattenrost. Genau wie die Bonellfeder ist eine Tonnentaschenfeder für einen angenehmen Druckausgleich bekannt, erzeugt anstelle von einer Flächenelastizität idealerweise eine Punktelastizität. Aus diesem Grund finden Tonnentaschenfedern Verwendung in:

Einlegeboxen und Boxsprings als Bettunterbauten anstelle von Lattenrosten.
Matratzen als Multitaschenfederkernmatratzen

Als mögliche Alternative zum Lattenrost bzw. zur Bonellfeder zeichnet die Tonnentaschenfeder aus, dass sie eine außerordentlich punktelastische Wirkung entfalten kann. Sie findet vor allem dann Verwendung, wenn eine festere Körperunterstützung erreicht werden soll. Die zum Vergleich zur Tonnentaschenfeder etwas weniger bauchige Taschenfeder findet darüber hinaus Verwendung in den Sitzflächen von:

Flugzeugen: z.B. Airbus A 380
U-Bahnen: z.B. U-Bahn London
Historischen Fahrzeugen: z.B. Mercedes Sl 190
Hochgeschwindigkeitszügen: z.B. TGV
Bürostühlen

Technisches Know-How: Produktionsprozesse und Qualitätskontrollen. (Vgl. Bonellfeder)

Zunächst werden verschiedene Chargen des Rohmaterials, des sogenannten Walzdrahtes durch Schweißen miteinander verbunden und anschließend wärmebehandelt. Danach erfolgt in einem weiteren Schritt die Säuberung des Drahtes durch rotierende Schleifräder. Einer anfänglichen Grobsäuberung folgt eine Feinsäuberung, weil das Rohmaterial des Walzdrahtes mit einer groben Zunderschicht versehen ist, welche zur feinen Weiterverarbeitung entfernt werden muss. Die mechanische Säuberung des Rohmaterials mit Hilfe von Schleifrädern wird aus umweltfreundlichen Gründen anstelle von chemischen Produkten bevorzugt.

Dem Prozess der Vorbereitung und Reinigung folgt der wichtige Ziehprozess. Zunächst wird dabei der gereinigte Draht mit einem Ziehmittelträger beschichtet, damit er sanft durch die Mehrfachziehmaschinen auf den gewünschten Durchmesser gezogen werden kann. Unterschiedliche Drahtdicken können so produziert werden. Am Ende des Ziehprozesses werden die Drähte schließlich nach Kundenwunsch verpackt und auf Kronenstöcke oder Spulen gezogen. So können Länge, Durchmesser und Gewicht auch ideal und verkaufsfertig bestimmt werden.

Zum Abschluss erfolgt eine Qualitätsprüfung, welche vor allem die Oberflächenbeschaffenheit, Wickelversuche, Durchmesserkontrolle als auch eine Torsionsprüfung umfasst.

Für die anschließende Wicklung und Verpackung in Stofftaschen werden spezielle Maschinen verwendet, welche mehrere tausend Kilogramm wiegen können, sogenannte Taschenfedermaschinen. Mit Hilfe von Taschenfedermaschinen ist es möglich, in einem potentiellen Endlosprozess Taschenfederschlangen zu produzieren, um sie später wie gewünscht zusammenzusetzen. Dabei wird auch hier der zu verwendende Stahldraht zunächst von einer Haspel zugeführt. In einem Windevorgang erhält die Stahldrahtfeder ihre charakteristische tonnenartige Form.

Folgt dem Windevorgang der Prozess des Erhitzens, so dient dieser Prozess vor allem der Entlastung der unter Spannung stehenden Feder. Anschließend bereitet ein Ventilator durch Kühlung die Federn zum Einsatz in ein Stoffband vor, welches schlussendlich beim Einsetzen der Federn durch eine Ultraschall-Schweißeinheit die Endform der Taschenfederschlange erhält. So ist es manchen Maschinen möglich, bis zu 90 eingepackte Taschen in der Minute zu produzieren. Mehrere in Stofftaschen eingepackte Federschlangen können später nahezu beliebig miteinander kombiniert werden.

Qualitätsmerkmale

Eine Tonnentaschenfeder gilt vor allem dann als qualitativ hochwertig, wenn Sie die Bestandteile der Qualitätsprüfung erfolgreich durchlaufen hat: Damit gilt Sie als robust, langlebig und vor allem Wirkungsoptimal. So weisen gängige Normgrößen in etwa die Maße eines Federaussendurchmessers Ø von (Dta.) 40 – 75 mm auf, mit einer Höhe (verpackt) von etwa 80 – 230 mm. Auch eine Tonnentaschenfeder sollte durch das Walzprüfverfahren auf seine Langlebigkeit hin untersucht werden. Denn es gilt: Je höher der Walzwert (je mehr Walztouren es aushält, ohne sichtbare Einbußungen davon zu tragen), desto langlebiger ist der Stahldraht.
Mit direktem Bezug zur Bonellfeder gelten auch hier folgende nennenswerte Qualitätsmerkmale:

Oberflächenbeschaffenheit: Die Oberflächenreinheit gibt Aufschluss über die Hochwertigkeit des Reinigungs-, Legierungs- bzw. Bearbeitungsprozesses. (Testverfahren: Wirbelstromverfahren).
Innenfehlerprüfung durch Ultraschall: Eine Volumenprüfung nach DIN EN 583 betrachtet die gleichbleibende innere Qualität des Stahls. Ein gleichbleibendes Volumen garantiert eine gleichmäßige Abnutzung mit hinreichender Bruchsicherheit durch vorherige thermische Härtung.
Durchmesserkontrolle: der Durchmesser des Drahtes sollte 1,29mm nicht unterschreiten, da die Federn sonst Gefahr laufen zu wenig Widerstand aufbauen zu können. Werden Federn zu schlank, liegt die Tendenz vor, dass sie bei Gewichtsbelastungen nach außen streben, anstatt das Gewicht druckausgleichend abzufedern.
Elastizitätsprüfung: Wickelversuche untersuchen die Formbarkeit des Stahldrahts auf die Eignung zur mehrfachen Windung.
Hochwertige Stoffverpackungen: Bsp. Vlies

Charakteristische Merkmale: Vor- und Nachteile

Nicht nur die individuelle Punktelastizität der Taschenfeder ist besonders überzeugend, sondern ebenso die dämpfende Eigenschaft der Feder durch die Verpackung in Stofftaschen. Tests haben hierbei ergeben, dass immer das Zusammenspiel von Verpackungsmaterial und Feder für die ideale Funktion entscheidend ist. Bei schlechter Verpackung beispielsweise kann ein Funktionsverlust von 50% ersichtlich werden, was die Feder-, Biege- und Punktelastizität angeht.

Vorteile

Punktelastische Druckverteilung
Schwingungsdämpfende Eigenschaft durch Stoffverpackung
Festere Körperunterstützung
Lange Haltbarkeit
Hervorragendes Feder- und Biegeverhältnis
Torsionssicher durch Qualitätsprüfung

Nachteile

Bei schlechter Stoffverpackung erheblicher Funktions- und Wirkungsverlust.
u. U. Druck zu Hoch im Schulterbereich.

Bonell-Federung versus Taschenfederung – Qualitative Unterschiede?

Pauschal gesagt kann nicht davon gesprochen werden, dass eine Tonnentaschenfeder der qualitativ bessere Federkern ist als die Bonellfeder. Da die Tonnentaschenfeder jedoch in der Produktion aufwändiger ist, gehen gleichzeitig viele Menschen davon aus, dass sie genau aus diesem Grund auch die „hochwertigere“ Feder sein müsste. Richtig ist auf jeden Fall anzumerken, dass die Taschenfederkerne auf der Überholspur sind, was ihre Verwendung in Matratzen angeht: Nur Sie können eine ausreichende Stützkraft generieren und punktelastisch den Druck verteilen.

Ein weiterer Vorteil ist die schwungdämpfende Eigenschaft durch die Verpackung in Stofftaschen. Wo die Bonellfeder ein frei schwingendes System ist, dämpfen die Stofftaschen der Tonnentaschenfeder die durch Druck erzeugte Schwingung unmittelbar wieder ab. Der Unterschied liegt also vor allem in der Wirkung, welche erzielt werden soll: Für eine weiche und flächenelastische Wirkung wird weiterhin die Bonellfeder verwendet, für ein festeres und punktelastisches Liegen hingegen die Tonnentaschenfeder.

Nicht ungewöhnlich wäre beispielsweise aber auch die Kombination aus einem Bonellfederkernsystem im Boxspring Untergestell kombiniert mit einer Taschen- oder Tonnentaschenfederkernmatratze. So kann das beliebte Hotelbettgefühl erzeugt werden.

Gute Gründe für eine Tonnentaschenfeder

Wem das klassische Hotelbettgefühl leider etwas zu weich ist, der sollte vielleicht darüber nachdenken, ob für ihn die Tonnentaschenfeder nicht eine sinnvolle Alternative zur klassischen Bonellfeder ist. Die Möglichkeit, ein besonders punktelastisches und etwas festeres Liegen zu ermöglichen, ist ein großer Vorteil der Tonnentaschenfeder. Gerade das Liegen auf dem Rücken unterstützt die Tonnentaschenfeder hervorragend durch den sicheren Halt, den sie geben kann, wenn beispielsweise bereits Probleme im Rückenbereich vorhanden sind.

Acht geben muss ein Schläfer trotzdem immer noch auf Körpermitte (Hüfte, Gesäß, Beckenknochen), welche nicht zu tief ins Material einsinken darf. Hier wird wichtig und entscheidend, wie die Federn verpackt sind und mit welchen Komfortlagen sie umschlossen werden. Ist die Balance zwischen Körpermitte und Schulterpartie gewahrt, so kann eine Tonnentaschenfeder für einen Schläfer beispielsweise ein sehr angenehmes, punktelastisches und trotzdem sicheres Schlafen ermöglichen.

Wenn darüber hinaus einmal die Möglichkeit gegeben sein sollte, im TGV zu fahren, im Airbus A380 zu fliegen oder in der Londoner U-Bahn zu sitzen, der sollte im Hinterkopf haben, dass er möglicherweise auf einem Tonnentaschenfederkern sitzt.