Coffee Cube
Coffee Cube
Hallo Leute,
jetzt mache ich doch einen neuen Beitrag auf, da es vielleicht doch jemanden interessiert, was ich hier so baue und da ich dann nicht den MakerFaire Thread zuspammen muss
Ausgangslage
Vor einigen Jahren bin ich auf den Geschmack gekommen: Guter Kaffee ist ja eine Wissenschaft für sich, insbesondere Espresso. Nach einigen kleinen Spielzeugen (Gaggia Baby) ist mir dann eine La San Marco E85 Sprint zugelaufen (Wertstoffhof, 0€).
Das Ding ist zweigruppig, hat 3 kW Anschlussleistung (einphasig!) und braucht im Mittel (berechnet über Ein/Ausschaltzeit) 400 W. Dauerhaft. Und das auch erst, wenn sie warm ist, was so 15-30 min dauert.
Die Maschine macht sehr guten Espresso, aber 3kW ist eine Hausnummer (gut, könnte man umklemmen auf weniger Leistung, aber die 400 W dauerhaft bleiben...) und ich betreibe kein Cafe und brauche auch keine Dampfleistung, mit der ich Sauna machen kann. Zudem beheizen diese Zweikreiser-Maschinen nur den Dampfkessel direkt und dieser wird auf 1,2 bar (via Pressostat) geregelt. Das bedeutet, dass das Wasser immer über 100°C hat. Da der Kaffewasserwärmetauscher (getrennter Kreislauf) quer durch den Dampf/Wasserkessel geht und von diesem erhitzt wird, hat das Wasser natürlich auch über 100 °C und verbrennt den Kaffee. Deswegen muss man diese Zweikreiser vor jedem Kaffee einmal spülen. Anschließend ist die Wassertemperatur zwar niedriger, aber wo sie genau liegt, weiß man dann auch nicht. Das hängt von der Dauer des Spülvorgangs und davon ab, wie viele Kaffee man zuvor schon gemacht hat...
Achja, und die Brühgruppe wird per Thermosiphon vom Kessel via Schwerkraftzirkulation beheizt.
Kurzum: Unbefriedigend. Es musste was kleineres her, das einerseits für einen Haushalt sinnvoll ist, anderseits aber technisch nicht diese Unzulänglichkeiten hat.
Es gibt da einige Anbieter, die relativ moderne Geräte bauen, die PID-Regler für die Wassertemperatur haben (95 °C sollten es sein, 2°C Abweichung machen schon einen echten Unterschied...) und auch zwei getrennte Kessel haben, um Wasser und Dampf getrennt bereitstellen zu können. Diese Maschinen sind aber oft entweder sauteuer (1500€+) und nur wenige davon sind aus Edelstahl (wg. Entkalken relevant, Entzinkung von Messing usw...), ganz abgesehen von den teils abenteuerlichen Konstruktionen, die man da im Inneren so findet. Ich habe nichts gefunden, das:
- Edelstahl
- Dualboiler
- Brühgruppe temperaturgeregelt
- PID Regler für Wasser und Brühgruppe (bei 25 ml bis 50 ml Wasser ist letzteres echt relevant...)
- schönes Design
- nicht zu teuer
- technisch schön konstruiert
bietet.
Also selber bauen.
Ich habe irgendwann mal dieses Bild hier gesehen:
https://www.shorpy.com/node/12102?size= ... al#caption
(Schaut euch die Seite an, die Kodachromes sind HAMMER!)
Damit war für mich klar, dass es irgendwas in die Richtung sein muss. Ich hatte zwischenzeitlich mit der Idee gespielt, ein nicht mehr zu rettendes Tek 5xx zu nehmen und daraus ein "TekPresso" zu bauen, aber das war dann für die Küche zu groß.
Dann ist mir eine Gaggia Kaffeemaschine zugelaufen, die einen Frostschaden hatte und jahrelang in einer Industriehalle stand. Man hätte die retten können, aber da die Maschine auf Ebay für 500€ herging und man Kupferrohre neu anfertigen hätte müssen, da es keine Ersatzteile gab, haben wir sie geschlachtet. Damit hatte ich zwei Brühgruppen, die von der Konstruktion her genial sind:
Brühgruppe Das Wasser geht mehrmals durch die Brühgruppe, unten ist das Magnetventil zur Druckentlastung dran und eine Präinfusion (kleine Düse zur Durchflussmengenbegrenzung und damit langsamem Druckaufbau am Kaffee) ist auch vorhanden. Außerdem ist der Flansch an der Rückseite in der Mitte am Wassereingang bereits mit G 1/4 gebohrt, d.h. man kann direkt eine Manometerverschraubung anbringen. Ich habe zusätzlich oben ein 10 mm Loch und seitlich ein 6 mm Loch gebohrt. Oben kommt eine Heizpatrone rein, seitlich ein PT 1000. Rechts unten soll noch ein Sicherheitstemperaturbegrenzer rein (Thermostat, der sich nicht selbst rücksetzt).
Es ist ferner möglich, den Druck direkt am Kaffee über die untere Bohrung zu messen, indem man die Verschlussschraube ausbohrt und eine Manometerverschraubung einbaut.
Ich hatte damals, da ich davon ausging, dass die Heizpatrone nicht in die Brühgruppe passt, oben ein Stück Messing angelötet. Heute weiß ich, dass das auch ohne Hinzufügen von Material geht, da es die Heizpatronen auch in kleiner gibt. Daher ist die jetzt verbaute Brühgruppe von außen gesehen original und hat lediglich von hinten ein paar Löcher mehr.
Und ja, die Brühgruppe ist aus Messing, aber da wird beim Entkalken sicher kein Problem entstehen, denn soviel Material kann man gar nicht wegätzen, dass da irgendwas undicht wird...
jetzt mache ich doch einen neuen Beitrag auf, da es vielleicht doch jemanden interessiert, was ich hier so baue und da ich dann nicht den MakerFaire Thread zuspammen muss
Ausgangslage
Vor einigen Jahren bin ich auf den Geschmack gekommen: Guter Kaffee ist ja eine Wissenschaft für sich, insbesondere Espresso. Nach einigen kleinen Spielzeugen (Gaggia Baby) ist mir dann eine La San Marco E85 Sprint zugelaufen (Wertstoffhof, 0€).
Das Ding ist zweigruppig, hat 3 kW Anschlussleistung (einphasig!) und braucht im Mittel (berechnet über Ein/Ausschaltzeit) 400 W. Dauerhaft. Und das auch erst, wenn sie warm ist, was so 15-30 min dauert.
Die Maschine macht sehr guten Espresso, aber 3kW ist eine Hausnummer (gut, könnte man umklemmen auf weniger Leistung, aber die 400 W dauerhaft bleiben...) und ich betreibe kein Cafe und brauche auch keine Dampfleistung, mit der ich Sauna machen kann. Zudem beheizen diese Zweikreiser-Maschinen nur den Dampfkessel direkt und dieser wird auf 1,2 bar (via Pressostat) geregelt. Das bedeutet, dass das Wasser immer über 100°C hat. Da der Kaffewasserwärmetauscher (getrennter Kreislauf) quer durch den Dampf/Wasserkessel geht und von diesem erhitzt wird, hat das Wasser natürlich auch über 100 °C und verbrennt den Kaffee. Deswegen muss man diese Zweikreiser vor jedem Kaffee einmal spülen. Anschließend ist die Wassertemperatur zwar niedriger, aber wo sie genau liegt, weiß man dann auch nicht. Das hängt von der Dauer des Spülvorgangs und davon ab, wie viele Kaffee man zuvor schon gemacht hat...
Achja, und die Brühgruppe wird per Thermosiphon vom Kessel via Schwerkraftzirkulation beheizt.
Kurzum: Unbefriedigend. Es musste was kleineres her, das einerseits für einen Haushalt sinnvoll ist, anderseits aber technisch nicht diese Unzulänglichkeiten hat.
Es gibt da einige Anbieter, die relativ moderne Geräte bauen, die PID-Regler für die Wassertemperatur haben (95 °C sollten es sein, 2°C Abweichung machen schon einen echten Unterschied...) und auch zwei getrennte Kessel haben, um Wasser und Dampf getrennt bereitstellen zu können. Diese Maschinen sind aber oft entweder sauteuer (1500€+) und nur wenige davon sind aus Edelstahl (wg. Entkalken relevant, Entzinkung von Messing usw...), ganz abgesehen von den teils abenteuerlichen Konstruktionen, die man da im Inneren so findet. Ich habe nichts gefunden, das:
- Edelstahl
- Dualboiler
- Brühgruppe temperaturgeregelt
- PID Regler für Wasser und Brühgruppe (bei 25 ml bis 50 ml Wasser ist letzteres echt relevant...)
- schönes Design
- nicht zu teuer
- technisch schön konstruiert
bietet.
Also selber bauen.
Ich habe irgendwann mal dieses Bild hier gesehen:
https://www.shorpy.com/node/12102?size= ... al#caption
(Schaut euch die Seite an, die Kodachromes sind HAMMER!)
Damit war für mich klar, dass es irgendwas in die Richtung sein muss. Ich hatte zwischenzeitlich mit der Idee gespielt, ein nicht mehr zu rettendes Tek 5xx zu nehmen und daraus ein "TekPresso" zu bauen, aber das war dann für die Küche zu groß.
Dann ist mir eine Gaggia Kaffeemaschine zugelaufen, die einen Frostschaden hatte und jahrelang in einer Industriehalle stand. Man hätte die retten können, aber da die Maschine auf Ebay für 500€ herging und man Kupferrohre neu anfertigen hätte müssen, da es keine Ersatzteile gab, haben wir sie geschlachtet. Damit hatte ich zwei Brühgruppen, die von der Konstruktion her genial sind:
Brühgruppe Das Wasser geht mehrmals durch die Brühgruppe, unten ist das Magnetventil zur Druckentlastung dran und eine Präinfusion (kleine Düse zur Durchflussmengenbegrenzung und damit langsamem Druckaufbau am Kaffee) ist auch vorhanden. Außerdem ist der Flansch an der Rückseite in der Mitte am Wassereingang bereits mit G 1/4 gebohrt, d.h. man kann direkt eine Manometerverschraubung anbringen. Ich habe zusätzlich oben ein 10 mm Loch und seitlich ein 6 mm Loch gebohrt. Oben kommt eine Heizpatrone rein, seitlich ein PT 1000. Rechts unten soll noch ein Sicherheitstemperaturbegrenzer rein (Thermostat, der sich nicht selbst rücksetzt).
Es ist ferner möglich, den Druck direkt am Kaffee über die untere Bohrung zu messen, indem man die Verschlussschraube ausbohrt und eine Manometerverschraubung einbaut.
Ich hatte damals, da ich davon ausging, dass die Heizpatrone nicht in die Brühgruppe passt, oben ein Stück Messing angelötet. Heute weiß ich, dass das auch ohne Hinzufügen von Material geht, da es die Heizpatronen auch in kleiner gibt. Daher ist die jetzt verbaute Brühgruppe von außen gesehen original und hat lediglich von hinten ein paar Löcher mehr.
Und ja, die Brühgruppe ist aus Messing, aber da wird beim Entkalken sicher kein Problem entstehen, denn soviel Material kann man gar nicht wegätzen, dass da irgendwas undicht wird...
Re: Coffee Cube
Kessel
Als Material sollte es Edelstahl sein. Jetzt ist das aber so, dass für die ca. 10 bar, die man für Espresso braucht, eine gewisse Wandstärke nötig ist. Zudem handelt es sich bei dem Dampfkessel ja um einen ... Dampfkessel. Wenn der reißt o.ä., dann kann das zu massiven Schäden an Mensch und Umgebung führen. Ich hätte jetzt natürlich die jeweils 3 Einzelteile selber fertigen lassen können (Rohr plus zwei Deckel), diese dann formiert verschweißen lassen (ich habe eine WIG Anlage aber würde nicht auf die Idee kommen, selber Druckgefäße zu schweißen) können usw, aber wer schon einmal Gewinde in lebensmittelechtes VA geschnitten hat, der weiß, was das für eine Arbeit ist. Sobald das VA gut schweißbar ist, ist die Zerspanbarkeit richtig kacke.
Also habe ich diese Ersatzkessel für ECM Maschinen gekauft. Die unterscheiden sich an sich nur in der Anzahl der Löcher und deren Position. Ich musste lediglich ein oder zwei M4 Gewinde dazuschneiden, um die zusätzlichen Sicherheitstemperaturbegrenzer installieren zu können, und bereits DAS hat mir gereicht.
Mechanik
Die ganze Sache kam dann in einen verschweißten Würfel aus 16 mm Vierkantrohr. Natürlich habe ich keinen Schweißtisch und das Ganze in alle Richtungen plan zu bekommen, war dementsprechen nicht trivial. Am Ende ist das Ding jetzt einigermaßen rechtwinklig (unter 1 mm auf 30 cm Kantenlänge), sodass es mit Abdeckblechen wahrscheinlich nicht mehr stören wird.
Eine Pumpe ist auch drin sowie diverse Magnetventile:
Als Material sollte es Edelstahl sein. Jetzt ist das aber so, dass für die ca. 10 bar, die man für Espresso braucht, eine gewisse Wandstärke nötig ist. Zudem handelt es sich bei dem Dampfkessel ja um einen ... Dampfkessel. Wenn der reißt o.ä., dann kann das zu massiven Schäden an Mensch und Umgebung führen. Ich hätte jetzt natürlich die jeweils 3 Einzelteile selber fertigen lassen können (Rohr plus zwei Deckel), diese dann formiert verschweißen lassen (ich habe eine WIG Anlage aber würde nicht auf die Idee kommen, selber Druckgefäße zu schweißen) können usw, aber wer schon einmal Gewinde in lebensmittelechtes VA geschnitten hat, der weiß, was das für eine Arbeit ist. Sobald das VA gut schweißbar ist, ist die Zerspanbarkeit richtig kacke.
Also habe ich diese Ersatzkessel für ECM Maschinen gekauft. Die unterscheiden sich an sich nur in der Anzahl der Löcher und deren Position. Ich musste lediglich ein oder zwei M4 Gewinde dazuschneiden, um die zusätzlichen Sicherheitstemperaturbegrenzer installieren zu können, und bereits DAS hat mir gereicht.
Mechanik
Die ganze Sache kam dann in einen verschweißten Würfel aus 16 mm Vierkantrohr. Natürlich habe ich keinen Schweißtisch und das Ganze in alle Richtungen plan zu bekommen, war dementsprechen nicht trivial. Am Ende ist das Ding jetzt einigermaßen rechtwinklig (unter 1 mm auf 30 cm Kantenlänge), sodass es mit Abdeckblechen wahrscheinlich nicht mehr stören wird.
Eine Pumpe ist auch drin sowie diverse Magnetventile:
Re: Coffee Cube
Frontplatte
Es kam nur eine Frontplatte im "alten" Stil in Frage. Natürlich kommt da als Regler usw. ein Mikrocontroller rein, obwohl ich auch mit einer analogen Lösung geliebäugelt habe, aber die Entwicklung und Verbesserung ist mit Digitalelektronik einfach ungleich einfacher.
Die Optik sollte "alt" sein. Es ist inzwischen zwar ein Trend, Steampunkzeug zu bauen, aber das ist in der Regel eher Optik als Funktion. Hier ist die Optik Folge der Funktion, nicht Selbstzweck. Also habe ich auf Basis alter Lampenlinsen, Schalter und Messinstrumente mittels CAD (Cardboard Aided Design, wobei der Frontplatten Designer natürlich auch beteiligt war ) das Ganze mal zusammengesteckt (mit Dummy-Schaltern natürlich, die können ja keinen Strom!) und nach ein bisschen Rückerei dann schließlich bestellt: Natürlich habe ich vor dem Bestellen vergessen, die als zu klein empfundenen Löcher in der Pappe auf den wirklichen Durchmesser der Messinstrumente abzuändern (die sind leicht konisch und ich habe hinten gemessen...), womit die Platte auf die Fräsmaschine musste: Nun passt alles! Auf der HAM RADIO habe ich eine große Stange Teflon gekauft, aus der ein 6 mm Isolierring gedreht wurde, der die Brühgruppe von der Frontplatte isoliert. Den muss ich noch bohren und das PVC-Dummy auf den Bildern gegen den brauchbaren Teflonring tauschen.
Abtropfschale
Als Tropfschale dient ein Marmeladentrichter von WMF, der bezüglich Durchmesser und Höhe recht gut passt: Da muss jetzt unten noch ein Edelstahlstopfen rein, den ich mit Epoxidharz einkleben werde (habe aktuell noch kein WIG Schweißgerät hier...), der den Marmeladentrichter auf G 1/4 oder G 1/8 adaptiert, sodass ich dann mit einem Winkelfitting und einem Abwasserschlauch nach hinten unter der Maschine weg verschwinden und in irgendein Behältnis gehen kann.
Da Martin ein 106 mm Gitter erwähnt hat, habe ich das mit einem Bierdeckel getestet und es scheint zu funktionieren: Ich wäre also über das 106 mm Gitter sehr erfreut
Soviel erstmal zu dem Projekt - jetzt muss ich Platinen designen...
Es kam nur eine Frontplatte im "alten" Stil in Frage. Natürlich kommt da als Regler usw. ein Mikrocontroller rein, obwohl ich auch mit einer analogen Lösung geliebäugelt habe, aber die Entwicklung und Verbesserung ist mit Digitalelektronik einfach ungleich einfacher.
Die Optik sollte "alt" sein. Es ist inzwischen zwar ein Trend, Steampunkzeug zu bauen, aber das ist in der Regel eher Optik als Funktion. Hier ist die Optik Folge der Funktion, nicht Selbstzweck. Also habe ich auf Basis alter Lampenlinsen, Schalter und Messinstrumente mittels CAD (Cardboard Aided Design, wobei der Frontplatten Designer natürlich auch beteiligt war ) das Ganze mal zusammengesteckt (mit Dummy-Schaltern natürlich, die können ja keinen Strom!) und nach ein bisschen Rückerei dann schließlich bestellt: Natürlich habe ich vor dem Bestellen vergessen, die als zu klein empfundenen Löcher in der Pappe auf den wirklichen Durchmesser der Messinstrumente abzuändern (die sind leicht konisch und ich habe hinten gemessen...), womit die Platte auf die Fräsmaschine musste: Nun passt alles! Auf der HAM RADIO habe ich eine große Stange Teflon gekauft, aus der ein 6 mm Isolierring gedreht wurde, der die Brühgruppe von der Frontplatte isoliert. Den muss ich noch bohren und das PVC-Dummy auf den Bildern gegen den brauchbaren Teflonring tauschen.
Abtropfschale
Als Tropfschale dient ein Marmeladentrichter von WMF, der bezüglich Durchmesser und Höhe recht gut passt: Da muss jetzt unten noch ein Edelstahlstopfen rein, den ich mit Epoxidharz einkleben werde (habe aktuell noch kein WIG Schweißgerät hier...), der den Marmeladentrichter auf G 1/4 oder G 1/8 adaptiert, sodass ich dann mit einem Winkelfitting und einem Abwasserschlauch nach hinten unter der Maschine weg verschwinden und in irgendein Behältnis gehen kann.
Da Martin ein 106 mm Gitter erwähnt hat, habe ich das mit einem Bierdeckel getestet und es scheint zu funktionieren: Ich wäre also über das 106 mm Gitter sehr erfreut
Soviel erstmal zu dem Projekt - jetzt muss ich Platinen designen...
Re: Coffee Cube
Adresse ist angefordert. Bei Bedarf dürfen es mehrere sein.
Sonstiges: Hinweis auf das Isoliermaterial (Phenol Hartplatte) hab welches im Verteiler.
Auch als genietete Lötleisten verfügbar.
Sonstiges: Hinweis auf das Isoliermaterial (Phenol Hartplatte) hab welches im Verteiler.
Auch als genietete Lötleisten verfügbar.
Re: Coffee Cube
Sehr seeehr schööön!
Seitenwände messemäßig aus Makrolon?
Seitenwände messemäßig aus Makrolon?
Gruß Henrik
---
“ground” is a convenient fantasy
'˙˙˙˙uıɐƃɐ lɐıp puɐ °06 ǝuoɥd ɹnoʎ uɹnʇ ǝsɐǝld 'ʎɹɐuıƃɐɯı sı pǝlɐıp ǝʌɐɥ noʎ ɹǝqɯnu ǝɥʇ
---
“ground” is a convenient fantasy
'˙˙˙˙uıɐƃɐ lɐıp puɐ °06 ǝuoɥd ɹnoʎ uɹnʇ ǝsɐǝld 'ʎɹɐuıƃɐɯı sı pǝlɐıp ǝʌɐɥ noʎ ɹǝqɯnu ǝɥʇ
Re: Coffee Cube
@Martin: Sehr schön, vielen Dank!
@Henrik: Ja, Seitenwände werden wohl Polycarbonat, hinten / oben / unten Alu. Ich habe mal alles Mögliche an Material besorgt und werde sehen, was ich davon verbaue. Aber ich tendiere schon zum "offenen" Design. Die Oberseite werde ich wahrscheinlich aus Alu Riffelblech o.ä. machen, damit ich da Tassen drauf abstellen kann.
Aktuell sind die Kessel ja noch nicht isoliert. Da kommt zwar sicherlich irgendwann Armalflex o.ä. hin, aber ich muss so und so schauen, dass es in der Kiste nicht zu heiß wird. Die Elektronik wird aber genügend PT1000 Schnittstellen haben, um da ein bisschen drauf zu schauen
Eventuell müssen auch seitlich Luftlöcher rein, das muss man sehen.
@Henrik: Ja, Seitenwände werden wohl Polycarbonat, hinten / oben / unten Alu. Ich habe mal alles Mögliche an Material besorgt und werde sehen, was ich davon verbaue. Aber ich tendiere schon zum "offenen" Design. Die Oberseite werde ich wahrscheinlich aus Alu Riffelblech o.ä. machen, damit ich da Tassen drauf abstellen kann.
Aktuell sind die Kessel ja noch nicht isoliert. Da kommt zwar sicherlich irgendwann Armalflex o.ä. hin, aber ich muss so und so schauen, dass es in der Kiste nicht zu heiß wird. Die Elektronik wird aber genügend PT1000 Schnittstellen haben, um da ein bisschen drauf zu schauen
Eventuell müssen auch seitlich Luftlöcher rein, das muss man sehen.
Re: Coffee Cube
Auf der Arbeit
Re: Coffee Cube
Was zur... Wahrscheinlich habt ihr die Kessel gebaut
Re: Coffee Cube
die machen mal Kaffee für Fluggäste ..
Re: Coffee Cube
Einfach nur genial, dieser Coffee Cube! Sehr schöne Idee und richtig gute Umsetzung! Gefällt mir sehr gut
Gratuliere zum gelungenen Projekt Stephan
Gratuliere zum gelungenen Projekt Stephan