Unbeheizte E61-Brühgruppe

Krimmer Sebastian, 30.06.2025 – Abschlussbemerkung

Der Brühgruppeneinsatz wurde erfolgreich aus Green-Tec-Pro Filament gedruckt. Der ebenfalls gedruckte Wasserverteiler, sowie die ELSA Winkel-Einschraub-Verschraubung sind einschraubbar. Im finalen Zusammenbau muss darauf geachtet werden die Einschraub-Verschraubung im Gewinde abzudichten. Die Integration einer Rückspülleitung war aufgrund des begrenzten Bauraums nicht möglich.

Die Bearbeitung der Brühgruppe in der Fakultätswerkstatt verzögert sich aufgrund des hohen Arbeitsvolumens, laut Herr Haupt wird die Fertigstellung Mitte August 2025 erfolgen.

Die drehbare ELSA Winkel-Einschraub-Verschraubung mit G 1/8 und 6 mm Rohranschluss (930P3-6FF-1/8) muss bestellt werden.

Alsbald die Brühgruppe bearbeitet ist, muss getestet werden, ob der Zusammenbau der unbeheizten E61-Brühgruppe problemlos möglich ist, oder ob noch Anpassungsbedarf besteht. Des Weiteren müssen die genauen Abmessungen der Siebaufnahme anhand zukünftiger Versuche ermittelt werden.

Zur Abdichtung und Befestigung des Brühgruppeneinsatzes muss ein Dichtungskonzept erarbeitet werden, dieses soll mittels 3D-Druck fertigbar sein.

Sebastian Krimmer, 14.06.2025

Das Modell der Brühgruppe und damit ebenfalls die Fertigungszeichnung wurden final auf die zu bearbeitende Brühgruppe angepasst. Die Rücksprache mit Herr Haupt aus der Fakultätswerkstatt verlief positiv, er schätzt die Bearbeitung der Brühgruppe anhand der vorgelegten Zeichnung zwar als komplex, aber möglich ein. Die Fertigungszeichnung definiert die zu bearbeitenden Geometrien für verschiedene Brühgruppen ausreichend. Da sich die Bruhgruppen jedoch unterscheiden, müssen manche zur Bearbeitung benötigten Maße aus den in der Zeichnung gegebenen Maßen berechnet werden; gegebenenfalls müssen die zu bearbeitenden Bruhruppen für diese Berechnungen vermessen werden. Die Brühgruppe befindet sich jetzt bereit zur Bearbeitung in der Fakultätswerksatt.

Beim 3D-Druck des Brühgruppeneinsatzes anhand einer aus CATIA exportierten stl-Datei fiel auf, dass die Auflösung hierbei zu gering ist. Die beste Auflösung im stl-Format wird in CATIA erreicht mittels, tools/optionen/Anzeige/Leistung Werte für 2D- und 3D-Genauigkeit auf 0,01. Die beste Modellqualität erhält man jedoch beim Export einer stp-Datei, hierbei muss die Geometrie auf exakt und die Einheiten auf mm eingestellt sein.

Der ursprüngliche Wasserverteiler des Brühgruppeneinsatzes kann auch für den E61Brühgruppeneinsatz verwendet werden. Die genauen Abmessungen der Siebaufnahme des E61Brühgruppeneinsatzes müssen anhand zukünftiger Versuche bestimmt werden.

Sebastian Krimmer, 03.06.2025

Das Konzept der unbeheizten Brühgruppe, welches unteranderem ein Modell des Brühgruppeneinsatzes für den 3D-Druck und eine bemaßte Fertigungszeichnung zur Bearbeitung der Brühgruppe enthält, ist nun fertig gestellt.

Es wurde darauf geachtet, dass die Bearbeitung der Brühgruppe mit Bohren und Fräsen möglich ist, dies geschieht in zwei Aufspannungen. Um eine fertigungsgerechte Bemaßung sicherzustellen, wird noch eine finale Rücksprache mit Mitarbeitern der Fakultätswerkstatt geführt. Das erabeitete Konzept ermöglicht weiterhin die Bewegung des Hebels an der Brühgruppe. Die Integration einer Rückspülleitung ist aufgrund des eingeschränkten Bauraums nicht möglich.

Die ELSA Winkel-Einschraub-Verschraubung wird in einem Neigungswinkel von 15° angebracht, um die Mindest-Wandstärke der Brühgruppe auf 3,7mm zu steigern. Der Wasseranschluss muss aufgrund des begrenzten Bauraumes im Brühgruppeneinsatz im Gewinde abgedichtet werden, da der O-Ring nicht über den gesamten Umfang aufliegt.

Als Querschnitt der Wasserleitung innerhalb des Brühgruppeneinsatzes wurde die Form einer Raute mit gleichem Querschnitt wie der zuführende Schlauch gewählt. Die Raute mit einem 3D-Druckwinkel von 70° ermöglicht es die Mindestwandstärke des Brühgruppeneinsatzes im Bereich von Krafteinleitung größer als 2mm und eine mittige Wasserzuführung einzuhalten. Die Idee zur Befestigung des Brühgruppeneinsatzes durch das Verdrehen zweier Laschen unter eine Hinterschneidung wurde verworfen, da es fertigungstechnisch nur schwierig umsetzbar ist. Der Brühgruppeneinsatz wird über festklemmen der Dichtung aufgrund seiner abgeschrägten Form erreicht, im Bild in Detail B zu sehen.

Die Unterkannte der Nut zum Einspannen des Siebträgers steigt über den Umfang an, wodurch der Siebträger eingespannt wird. Zum Abnehmen der Maße an der Brühgruppe und der anschließenden Konstruktion wurde das schmalste Maß dieser Nut mit 7,2mm gewählt. Die Maße in Klammern sind Funktionsmaße und werden im Zusammenbau in CAD erreicht.

Sebastian Krimmer, 19.05.2025

Die Maße zur Weiterbearbeitung des Brühgruppeneinsatzes wurden aus der CAD-Datei „20240405_Bruehgruppeneinsatz-Glasboiler_FLM-Druck“ entnommen. Da jedoch abweichend vom bestehenden Brühgruppeneinsatz eine Dichtung mit der Stärke 5,3mm verwendet wird (zuvor 8,5mm) werden diese funktionsbestimmenden Maße angepasst. Die Dichtungsgeometrie kann frei gewählt werden, da es möglich ist, diese im 3D-Druck zu fertigen, das Filament gibt es in den Härten A85, A98, D58. Die Entwicklung der Dichtung wird in Entwicklung einer passenden Brühgruppendichtung erfasst.

Für den Wasseranschluss wird eine drehbare ELSA Winkel-Einschraub-Verschraubung mit G 1/8 und 6 mm Rohranschluss (930P3-6FF-1/8) verwendet. Das G1/8 Gewinde wurde aus dem Drucksensor Gehäuse der Glasboiler-Maschine übernommen, da dieses Gewinde bereits im 3D-Druck erprobt wurde. Um das Testen verschiedener Positionen des Wasseranschlusses zu vereinfachen, wurde das CAD-Modell so parametrisiert, dass über einen Parameter alle notwendigen Geometrien für das Einschraub-Gewinde verschoben werden können.

Im Schnittmodell des Zusammenbaus - Brühgruppe - Brühgruppeneinsatz – Wasseranschluss - fiel auf, dass die verbleibende Wandstärke der Brühgruppe im Bereich des Wasseranschlusses zu gering ist. Daher wird nun versucht, den Wasserschluss schräg an den Kunststoffeinsatz anzuschrauben, um den Abstand zur Außenseite der Brühgruppe zu vergrößern. Um verschiedene Winkel testen zu können wird eine Parametrisierung für den Winkel integriert. Dabei muss aber beachtet werden, dass für den Anschlussbereich eine Stützstruktur für den 3D-Druck notwendig wird. Dadurch ist die Oberfläche nicht mehr als Dichtfläche geeignet, der Wasseranschluss muss im Gewinde abgedichtet werden.

Um die verbleibende Wandstärke der Brühgruppe im Bereich des Wasseranschlusses möglichst groß zu halten, muss der Einschraubwinkel des Wasseranschlusses möglichst groß sein. Für den Boden des Gewindes müssen im 3D Druck Stützstrukturen verwendet werden, da der maximal druckbare Winkel von 70° überschritten wird. Auf die mittige Zuführung des Wassers auf das Sieb darf nicht verzichtet werden. Ein quadratischer Querschnitt der Wasserleitung im Brühgruppeneinsatz bietet sich an, da die 45 Grad Winkel druckbar sind. Stehendes Wasser innerhalb des Brühgruppeneinsatzes ist akzeptable, da die Leitung vor dem Kaffee Bezug gespült wird.

Es wird empfohlen für die Weiterentwicklung des Brühgruppeneinsatzes durch zukünftige Projektarbeiten CATIA als CAD-Software zu verwenden, um die Parametrisierung des Modells nutzen zu können.

Sebastian Krimmer, 09.05.2025

Ein CAD-Modell der Hauptkomponente der Brühgruppe wurde erstellt. Das Modell dient als Maßmodell und zur weiteren Bearbeitung um darin Bauraum für den Kunststoffeinsatz und die Wasserleitung zu schaffen. Eine bemaßte Zeichnung wurde ebenfalls erstellt.

Ein Modell des existierenden Kunststoff-Brühgruppeneinsatzes wurde erstellt, das Gewinde zur Anbringung des Duschesiebes wurde aus dem bestehenden Modell entnommen, um die zentrale Wasserzuführung des erprobten Modells beizubehalten. Als Brühgruppendichtung wurde 73mm x 58mm x 5,3 mm (Außen- x Innendurchmesser x Stärke) gewählt, um den Bauraum aufgrund der großen Durchmesser besser nutzen zu können.

Eine Möglichkeit, um den Kunststoffeinsatz in der Brühgruppe zu befestigen besteht darin, den Kunststoffeinsatz ähnlich zum Siebträger über zwei Laschen, durch Verdrehen hinter eine Überschneidung zu halten. Zudem soll die Rückdrehung durch das Einklemmen der Brühgruppendichtung verhindert werden, hierbei muss ebenfalls die größere Brühgruppendichtung mit Außendurchmesser = 73mm verwendet werden. Dazu ist der Kunststoffeinsatz an der Außenseite im unteren Bereich angeschrägt, um die Dichtung nach außen gegen die Brühgruppe zu spreizen (Ähnliches Konzept wie am Original Duschesieb der Brühgruppe). Die Idee wird im späteren Konstruktions-Verlauf getestet.

Sebastian Krimmer, 22.04.2025

Um den Konstruktionsaufwand zu verrringern wurde nach CAD-Modellen einer E61-Brühgruppe recherchiert. Das einzige auffindbare CAD Modell ist der "E61 Brühgruppe Dummy" von GrabCad. Eine Überprüfung der Maße ergab jedoch zu große Abweichungen, weshalb das CAD-Modell lediglich zu Anschauungszwecken dienen kann. Das Ausgangs-CAD-Modell der E61-Brühgruppe, welches im späteren Verlauf hinsichtlich des einbringens des 3D-Druck-Brühgruppeneinsatzes weiter optimiert wird, wird daher selbst konstruiert. Für die teils sehr komplexen Geometrien müssen gegebenenfalls Vereinfachungen getroffen.

Sebastian Krimmer, 09.04.2025

Die Abmessungen der E61-Brühgruppe wurden anhand des Schnittmodells und der intakten Brühgruppe im Labor aufgenommen.

Nach dem Import der STL-Dateien des bisherigen Brühgruppeneinsatzes wurden verschiedene Möglichkeiten zur Weiterbearbeitung in CATIA getestet. Da diese aber nicht zufriedenstellend funktionieren, muss ein neues CAD-Modell in CATIA angefertigt werden.

Armin Rohnen, 07.02.2025

Es soll eine einfache Möglichkeit entwickelt werden, eine vorhandenen E61-Brühgruppe in eine unbeheizte E61-Brühgruppe abzuändern.

Die Idee sieht vor, dass ein angepasster 3D-Druck-Brühgruppeneinsatz in eine vorhandene E61-Brühgruppe eingebracht wird. Dazu wird in der E61-Brühgruppe der Bereich des Wasserverteilers und DUschesiebs freigefräst, so dass der Brühgruppeneinsatz dort eingebracht werden kann. Über die Wahl der Brühgruppendichtung kann u.u. Bauraum geschaffen werden. Lieferbar sind Brühgruppendichtungen in 7 mm Dicke (Lf-Nr. 1186838, 1486060 72x58x7 mm) und 4,5 mm Dicke (Lf-Nr. 1186836, 72x58x4,5 mm). Üblich verbaut sind Brühgruppendichtungen mit 8 bis 9,5 mm Dicke.