Kraft für Kaffee

Antriebstechnik

Getriebe – Die leistungsfähigste Espressomaschine der Welt produziert pro Minute zehn Liter frisches Espresso-Getränk. Der Antrieb über kostengünstige Kegelrad- und Spindelhubgetriebe aus dem Baukasten gewährleistet einen gleichmäßigen Verlauf der Hubkraft bei der Extraktion.

19. März 2014

Einer der führenden Hersteller von Anlagen und Maschinen zum Rösten und Abpacken von Kaffee ist das Schweizer Unternehmen SKtec S.A. mit Sitz in Mendrisio im Tessin, das seit über 30 Jahren in diesem Bereich tätig ist. Zum Produktions- und Verkaufsprogramm zählen auch spezielle Kaffeemaschinen zur Herstellung von Großmengen für Großverbraucher. Diese »Sonder-Kaffeemaschinen« entwickelt das Unternehmen selbst und realisiert sie dann in Zusammenarbeit mit einem Partner-Unternehmen. Ein Beispiel für eine solche Zusammenarbeit von Entwicklern, Konstrukteuren und Maschinenbauern liefert der so genannte Swiss Espresso Extractor, eine Maschine, mit der sich innerhalb kürzester Zeit sehr große Mengen an Espresso in gleichbleibend hoher Qualität produzieren lassen. Die vollautomatische Maschine mit einem integrierten Mahlwerk verarbeitet innerhalb von einer Minute bis zu zwei Kilogramm Kaffeebohnen zu etwa 10 Litern Espresso-Kaffee, entsprechend etwa 333 Tassen. Die hauptsächlichen Einsatzgebiete für diese Kaffeemengen sind die Produktion von Kaffee in Dosen und von eingedicktem Kaffee für Automaten sowie die Herstellung von Süßwaren wie Eiscreme, Liköre und Kleingebäck.

Traditionelle Herstellung

Den Extraktionsprozess regeln dabei wie bei einer traditionellen Espressomaschine die Parameter Zeit, Temperatur, Druck und Kaffeevolumen. Bei der Entwicklung der Maschine forderte das Pflichtenheft zudem die Möglichkeit, die Dichte des Espressos nach der gewünschten Menge zu variieren. Darüber hinaus sollte die Espresso-Maschine vollautomatisch arbeiten und von nur einer Person zu bedienen sein, weshalb die allermeisten Funktionen automatisiert sind und gesteuert werden. Nicht zuletzt musste die Maschine entsprechend den einschlägigen Hygienievorschriften der Lebensmittelindustrie entsprechen, so dass nur geeignete Edelstahl-Materialien und Maschinenelemente zum Einsatz kommen konnten.

Druckvolle Extraktion

Zwei entscheidende Kriterien für die Produktion von Espresso sind der Einsatz von gerösteten Kaffeebohnen, die unmittelbar vor der Extraktion frisch gemahlen werden, sowie die Extraktion unter Druck. Die Maschine benötigt also neben einem Mahlwerk auch Kraft produzierende Maschinenelemente. Die Konstrukteure des Swiss Espresso Extractors fanden diese in dem umfassenden Produktportfolio des Schweizer Antriebstechnikspezialisten Nozag aus Pfäffikon in der Nähe von Zürich mit seiner großen Vielzahl von Normteilen sowie Spindelhub- und Kegelradgetrieben. Am Ende fiel die Wahl auf drei Standard-Lösungen aus dem Baukastensystem des Unternehmens.

Dabei liefern zwei Spindelhubgetriebe die kombinierte Hub- und Pressbewegung zum Extrahieren des zuvor gemahlenen Kaffees, während ein Kegelradgetriebe den Elektromotor mit den beiden Spindelhubgetrieben (hier in der Ausführung mit rotierender Spindel) verbindet. Die beiden Spindelhubgetriebe bieten eine maximale Presskraft von jeweils 30 Kilonewton sowie einen langen Hub. Die zweigängigen Trapezgewindespindeln stellen dabei den gleichmäßigen Verlauf von Hub und Pressdruck sicher. Die Ausstattung mit einer Duplex-Mutter gewährleistet den sicheren Betrieb für eine vollflächige, gleichmäßige Extraktion des Kaffeepulvers.

Der Antriebsstrang selbst ist ähnlich einem U aufgebaut, an deren linkem und rechtem Schenkel die beiden Spindelhubgetriebe angeordnet sind, während das Kegelradgetriebe am unteren Ende mittig angeordnet ist und die zentrale Verbindung zum Elektromotor herstellt. Die Verbindung erfolgt über eine steife Verbindungswelle. Ein integrierter Schmierstoffgeber gewährleistet eine schnelle Wartung. Das anspruchslose Antriebssystem ließ sich komplett aus dem umfangreichen Nozag-Baukasten zusammenstellen, so dass auch die Kosten in einem engen Rahmen bleiben konnten.

Auf einen Blick

- Der Verzahnungstechnikspezialist Nozag AG aus Pfäffikon bei Zürich entwickelt und produziert Spindelhub- und Kegelradgetriebe sowie Linearantriebe und andere Antriebstechnikkomponenten in Standard- oder Sonderausführungen.

Erschienen in Ausgabe: 02/2014