06.02.2019 Elastomere in einer Kaffeemaschine

Kunststoffe und Dichtungen sind in Kaffeeautomaten höchst unterschiedlichen Einflüssen ausgesetzt und müssen den entsprechenden Anforderungen standhalten. Von der Bohne bis hin zum finalen Löffel Milchschaum ist es ein langer Weg. Genauso ist es vom Werkstoff bis zum fertigen Formteil. In der Entwicklungs- und Konstruktionsphase eines Herstellers vermittelt Kremer nicht nur mit seiner Erfahrung zwischen Lieferanten und Kunde. Bevor eine Produktion in Serie geht, übernimmt das Unternehmen auch das Prototyping jedes Formteils. Ein effizienter Weg ist das Prototyping per 3D-Druck. Die additive Technologie des 3D-Printverfahrens ermöglicht als einziges Verfahren die Herstellung dreidimensionaler Prototypen, die aus verschiedenen Materialien bestehen können und unterschiedliche Eigenschaften aufweisen können. Ausgehend von einem CAD-Volumenmodell der betreffenden Bauteile werden Materialeigenschaftsprofile, zum Beispiel Härte, klar definierten Bereichen zugeordnet. Viele Mehrkomponententeile in einer Kaffeemaschine, wie z.B. Komponenten der Brüheinheit sind Formteile, die durch dieses Verfahren exakt getestet werden können. Die wichtigsten Werkstoffe für Formteile sind Gummi (EPDM, NBR, CR, HNBR, FPM / FKM), Silikon (LSR/HTV), Kunststoffe (PE, PA, PVC, ABS, PU und glasfaserverstärkte Kunststoffe) oder thermoplastische Elastomere (Santoprene®, Evoprene® und Laprene®).

Letztlich wird im Kaffeeautomaten aus klarem, kaltem Wasser eine heiße, saure, ölige Emulsion, wenn man den Brühvorgang aus chemischer Sicht betrachtet. Sämtliche Komponenten, die mit den einzelnen Zutaten des Getränks in Berührung kommen, müssen lebensmittelecht sein. Jedoch unterscheiden sie sich in ihren Materialeigenschaften je nach Ort des Einsatzes. Das Gehäuse leistet hierbei einen ebenso entscheidenden Beitrag wie der Kabelüberzugschlauch aus Gummi für die elektronischen Leitungen zum Bedienfeld. Viele Komponenten müssen speziellen Kriterien standhalten. Für den Transport des Wassers über eine Pumpe in den Boiler zeichnet z.B. ein Schlauch aus hochtemperaturvernetzendem Fest-Silikon, kurz HTV-Silikon, verantwortlich. Entscheidend für den Materialeinsatz sind hier, neben der Flexibilität im Bauraum der Maschine, die Freigaben im Einsatz mit Lebensmitteln (FDA, BfR) und Trinkwasser (ELL, WRAS).

In der Brüheinheit selbst herrscht während der Zubereitung einer Tasse Espressokaffee in der Regel ein Druck von bis zu 10, im Extremfall bis zu 18 bar Druck. Das Ganze unter einer Temperatur von +90 °C als ideale Brühtemperatur für Espresso bis hin zu +120 °C im Betrieb des Dampfkessels. Dennoch muss in dieser extremen Situation absolute Dichtigkeit gewährleistet sein. Diesen Job übernehmen Dichtungselemente und O-Ringe. Egal für welchen Einsatzbereich ein Hersteller einzelne Komponenten oder eine Gesamtlösung braucht, Kremer begleitet den gesamten Prozess: Vom ersten Wunsch nach einer einfachen Tasse Kaffee bis zur Gesamtbetrachtung des Herstellungsprozesses.