Eigenbau mit Tauchkolben

Diskutiere Eigenbau mit Tauchkolben im Espresso- und Kaffeemaschinen Forum im Bereich Maschinen und Technik; Zuerst mal das Ziel formulieren: Ein bis zwei doppelte Espresso oder Capucchino herstellen, reproduzierbar in sehr guter Qualität, mit wenig...

  1. barish

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    Zuerst mal das Ziel formulieren:
    Ein bis zwei doppelte Espresso oder Capucchino herstellen, reproduzierbar in sehr guter Qualität, mit wenig Energie und kurzer Aufheizzeit. Ein bisschen Zeremonie darf sein, also z.B. selber entlüften, vor dem Dampfbezug etwas Wasser ablassen, o.ä.
    Soweit ich weiß, gibt es noch keine Maschine, die mit einem Tauchkolben arbeitet, also einem Kolben, der *nicht* in einem Zylinder läuft. Hier mal eine erste Skizze:
    IMG_4399.jpeg
    Den Ablauf stelle ich mir folgendermaßen vor:
    1. Auswählen der Wassermenge (1, 2, 3 oder 4 Espresso z.B.)
    2. der Kolben fährt hoch und saugt durch ein Rückschlagventil Kaltwasser an
    3. eventuell entlüften über die Dampflanze?
    4. die geregelte Heizwendel heizt das Wasser auf die gewünschte Temperatur
    5. der Siebträger wird wie üblich vorbereitet und wieder eingehängt, Tasse hingestellt
    6. der Kolben fährt nach Programm abwärts und drückt dabei die gewünschte Wassermenge in gewünschter Zeit durch das Kaffeemehl
    7. die Dampftaste wird betätigt
    8. das nun geringe Wasservolumen heizt schnell auf 125°C (?) hoch
    9. etwas Wasser muss aus der Dampflanze entnommen werden, danach kommt Heißdampf
    Was meint ihr, das könnte doch einwandfrei funktionieren, oder? Wassertemperatur bleibt konstant, da kein Kaltwasser nachströmt (der Glaskolben hat geringe Wärmeleitung). Es gibt keine langen Rohre oder große Massen an Metall, die erwärmt werden müssten. Druck-/Volumenprofiling ist quasi eingebaut (Drucksensor wäre erforderlich). Man sieht, was im Kessel passiert, da aus Glas (Borosilikat Wandstärke 9mm), also ob z.B. noch Luft drin ist.

    Besonders würde mich natürlich die Meinung von @Pflunz interessieren (nach dessen viel aufwendigerem Eigenbau, der ja genaue Temperatursteuerung erlaubt), der mit seinem spindelgetriebenen Kolben einiges gemeinsam hat mit meinem Projekt.
     
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  2. #2 quick-lu, 27.01.2023
    quick-lu

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  3. barish

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    @quick-lu Danke für den Hinweis, aber ja, kenne ich und finde ich sehr interessant! Dieser Thread ist eigentlich eine Fortsetzung meiner Mod-Versuche an meiner Saeco Aroma ( Vom Pimpen einer Saeco Aroma zum Eigenbau... ), da hab ich die Meticulous auch schon erwähnt.
    Ich denke mal, dass ich (mangels Design ;)) deutlich günstiger liegen werde als die Meticulous (zumindest was Montage und Material angeht, Entwicklung sei mal außen vor). Für die Glas-Teile habe ich ein Angebot über insgesamt etwa 100€ vorliegen. Der Linearantrieb wird auch etwa bei 100€ liegen. Weitere Zukaufteile werden die Dampflanze und der Siebträger/Sieb/Dusche sein. Elektronik kostet wenig (ESP32), Profile und Einstellungen werden per WLAN über BYOD (bring your own device) sein. PTFE und POM-Teile für Ventile, Dichtringe usw. kommen natürlich noch dazu.
     
  4. cbr-ps

    cbr-ps Mitglied

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    Wohin saugt er das Wasser, wäre das nicht ein Zylinder?
     
  5. barish

    barish Mitglied

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    @cbr-ps Naja zumindest ein klassischer hydraulischer Zylinder schmiegt sich um den Kolben. In meinem Fall kann der "Zylinder" eine beliebige Form haben, einfach irgend ein Kessel eben, durch dessen Wand der Kolben stößt. Der Weg des Kolbens verändert einfach das Volumen des Kessels.
     
  6. jala01

    jala01 Mitglied

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    Dann muss dein Glaszylinder ja dem Bezugsdruck standhalten. Funktioniert das?
     
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  7. #7 Yoku-San, 27.01.2023
    Yoku-San

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    Richtige Frage, wo und wie findet die Abdichtung zwischen dem Glaszylinder und dem Kolben statt? Du müsstet ja in dem Fall die Dichtungen auf der Außenseite vom Kolben anbringen, also an der Innenseite es Übergangs vom Glaszylinder zur Luft. Wird nicht einfach.
     
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  8. barish

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    @jala01 Laut https://www.chemie.uni-leipzig.de/f.../Werkstätten/Betriebsdrücke_für_Glasrohre.pdf sollte ich deutlich auf der sicheren Seite liegen.

    @Yoku-San Ja diese Dichtstelle ist wichtig, quasi die Kolbendichtung, nur umgekehrt (weil außen feststeht und innen dran lang gleitet). Betriebsfall wäre in der Welt der Hydraulik die Kolbenstangendichtung (eines doppelwirkenden Zylinders). Und da tut es eine V-Dichtung, die es auch in lebensmittelechter Ausführung gibt (Silikon zum Beispiel). Wie ich Deckel und Boden mache, bin ich noch nicht sicher. POM-Platte einfach oder VA-Blech auf dicker Siebdruckplatte...?
     
  9. #9 Yoku-San, 27.01.2023
    Yoku-San

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    Was ist mit dem Wasser, dass nicht in den Espresso geht? Das läuft ja raus, wenn der Kolben wieder hoch geht. Ist bei der Meticulous wohl auch ähnlich.
     
  10. barish

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    @Yoku-San Verstehe dich nicht, wo läuft Wasser raus? Wenn der Kolben hochgeht, entsteht ja ein Unterdruck im Kessel und Wasser strömt über ein Rückschlagventil aus dem Tank ein.
     
  11. #11 Yoku-San, 27.01.2023
    Yoku-San

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    Was ist mit dem Wasser, dass noch im Kessel ist vom letzten Bezug? Wie willst Du denn den Boden vom Kessel abdichten?
     
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  12. barish

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    Ah jetzt verstehe ich. Ja da muss ein Ventilschieber hin, manuell, Drehschieber wahrscheinlich. Der muss ja maximal den Dampfdruck aushalten, beim Bezug ist er ja offen.
     
  13. barish

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    Bei den Glasteilen hat der Hersteller leider einen Mindestauftragswert von 200€ netto, die zwei Teile kosten jedoch nur 55€ (Kesselgehäuse) und gut 15€ (Kolben) netto. Ich müsste also drei Satz bestellen... Wenn ich die Maschine so hinbekomme, dass sie guten Kaffee macht, meint ihr es gäbe hier Interessenten daran? Sie ist ja eher für Wenigtrinker, die Milch schäumen wollen und kurze Aufheizzeit sowie geringen Energieverbrauch. Und die Bedienung wird nicht absolut idiotensicher sein, sondern man wird schonmal entlüften müssen o.ä.
    Aber der Kaffee wird meines Erachtens sehr gut werden, mit hoher Temperaturkonstanz und genauem Druck, Pre-Infusion wird sicher auch gehen (und auch Druck-/Flussprofile).
     
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  14. #14 cbr-ps, 29.01.2023
    Zuletzt bearbeitet: 29.01.2023
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    Finde ich schwierig zu sagen anhand einer Skizze und ein paar konzeptioneller Ideen.
    Wenn aber eine Produktentwicklung schon an 145€ hängt, hätte ich Zweifel, ob das was wird. Wundert mich eh, dass ein Hersteller so ein Präzisionsteil als Einzelanfertigung so billig anbietet.
     
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  15. #15 Yoku-San, 29.01.2023
    Yoku-San

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    Probier doch erstmal, einen funktionierenden Prototypen zu bauen. Das wird dich wahrscheinlich ein paar Jahre kosten.

    Wenn Du den Prototypen zeigen kannst, werden sich auch Leute für die Maschine interessieren.
     
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  16. barish

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    Die Maschine wird eh sowas wie Open Source sein, ich will kein kommerzielles Produkt bauen. Da freue ich mich natürlich über Mitstreiter oder so ne Art moralische Unterstützung. Wenn jetzt jemand sagt: "Interessantes Konzept, könnte ich mir vorstellen, wenn es funktioniert!", dann bestelle ich auch guten Gewissens drei Satz Glaskomponenten, so war das eher gemeint.

    Und ihr habt natürlich Recht, die Skizze gibt noch nicht viel her, und dass das ganze in meinem Kopf schon viel weiter gediehen ist, könnt ihr nicht wissen und nicht beurteilen.
     
  17. barish

    barish Mitglied

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    Das sind einfach zwei Abschnitte Glasrohr mit geschliffenen Kanten. ;-)
     
  18. barish

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    onshape-1.png
    Erste CAD-Ansätze. Das Wasser im Kessel hat Kontakt nur mit den Edelstahlblechen (oben wie unten) und dem Glaszylinder. Der Glaskolben fehlt in der Darstellung (und wird in dem großen Loch oben sitzen). Der Hebel unten öffnet mit einer Drehbewegung das Ventil zum Bezug. Die Platten oben und unten werden (zumindest beim Prototypen) aus POM sein, einem sehr festen und wärmebeständigen Kunststoff.
    Was die Heizung angeht, bin ich mit Anbietern im Gespräch (heute eher unerfreulich bei einem wohl durch viele Großbestellungen etwas arrogant gewordenem Vertriebler... :rolleyes:).
     
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  19. #19 XeniaEspresso, 01.02.2023
    XeniaEspresso

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    Das gibt es mE ein Patent.
     
  20. #20 NoroChips, 02.02.2023
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    Aus Interesse - wie dichtest du den Zylinder zu den Blechen ab? :)
     
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Eigenbau mit Tauchkolben

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