Projektarbeit innovative Komponenten 2022

Verfasser

Felix Kistler

Einleitung

In der Konzeptbeschreibung von sowohl der 1,8 Liter-Espressomaschine für die TURNUS Espresso GmbH als auch von der konzeptionellen Glasboiler-Maschine ist eine vollständige Parametrierbarkeit aller relevanten Kaffeebezugsgrößen festgelegt. Dazu gehört unter anderem die individuelle Variierbarkeit der Temperatur des Kaffeebezugswassers. Die Temperaturvariierung des Kaffeebezugswassers soll bei beiden Maschinen von Kaffeebezug zu Kaffeebezug möglich sein und regelungstechnisch umgesetzt werden. Sowohl die Temperatur des Kaffeebezugswassers als auch des Teewassers soll zwischen 82 und 98 °C variiert werden können. [1] Beide Maschinen sind als Zweikreis-Systeme1 mit zwei unterschiedlich temperierten Wasserkreisen ausgelegt, um gleichzeitig Dampf und Brühwasser produzieren zu können. [2] Das Heißwasser für den Kaffee- und Teewasserbezug wird über eine Heizwendel im Dampfboiler erhitzt. Die gewünschte Bezugstemperatur soll über das Mischverhältnis zwischen Kalt- und Heißwasser hergestellt werden. Hierfür war ursprünglich ein Dosierventil von AVS Römer vorgesehen, das sich entweder um Kalt- oder Heißwasserzulauf befindet und für die Temperaturmischung sorgen soll. [3] Dieses motorisch betriebene Dosierventil besteht laut Herstellerangaben aus einer Präzisionsdrossel mit verbundenem Linearmotor und kann zur Regulierung des Volumenstroms von flüssigen und gasförmigen Medien verwendet werden. Die Position der Drossel wird durch den Linearmotor verändert und bestimmt auf diese Weise den Durchfluss. [4]

Durch einen Listenpreis von rund 80,00€ ist dieses Dosierventil von AVS Römer jedoch nicht innerhalb der gewünschten Preisklasse und entspricht damit nicht den festgelegten finanziellen Rahmenbedingungen des Projekts. Um die angestrebten maximalen Produktionskosten von 1000 € für die TURNUS-Maschine und 4000 € für die Glasboiler-Maschine realisieren zu können, muss eine Alternative zu dem Dosierventil von AVS Römer entwickelt werden. Neben dem Dosierventil war ursprünglich in beiden Maschinen ein Magnetventil für den Dampfbezug vorgesehen, wofür ebenfalls eine Alternative gefunden werden soll.

Inhaltsverzeichnis

1 Abstract
2 Verzeichnis der Abkürzungen
3 Einleitung
4 Aufgabenstellung
5 Entwicklungsprozess
5.1 Ausgangssituation
5.2 Anforderungen an das System
5.3 Definition von Komponenten
5.3.1 Planung des Versuchsaufbaus
5.3.2 Messung der Betätigungsmomente
5.3.3 Zusammenfassung der Messergebnisse
5.4 Übersicht von geeigneten Komponenten
5.4.1 Übersicht von geeigneten Ventilen
5.4.2 Übersicht von geeigneten Motoren
5.4.3 Übersicht von geeigneten Verbindungselementen
5.5 Konzeption des Adapters
5.5.1 3D-Druck-Teil
5.5.2 Gedrehtes Messingteil mit Madenschrauben
5.6 Konzeptentwicklung
5.6.1 Konzept 1
5.6.2 Konzept 2
5.6.3 Konzept 3
5.6.4 Konzeptauswahl
5.7 Testen der Komponenten
5.7.1 Planung des Demonstrators
5.7.2 Konstruktion und Bau des Demonstrators
5.7.3 Testen des Servomotors
5.7.4 Testen des Schrittmotors
5.7.5 Testen des Drosselventils
6 Zusammenfassung
7 Ausblick

Dateien

Datei:20220308 Projektarbeit 1 - Qualifikation innovativer Komponenten Felix Kistler.pdf