Espresso maschine dichtungen und Versiegelungen

Dichtungen und Versiegelungen

Jede Espressomaschine verwendet Dichtungen und O-Ringe, um die Niederdruckhydraulik abzudichten, da Espressomaschine nicht wirklich mit Hochdruckhydraulik arbeiten. Bei nicht bestimmungsgemäßer Verwendung, falscher Materialauswahl oder fehlender Wartung besteht die Gefahr, dass die Dichtheit in einer Espressomaschine abnimmt.

Der Temperaturbereich einer betriebsbereiten Espressomaschine variiert. Die Temperatur im Inneren des Kessels beträgt bei 1 bar um 100 Grad (99,6 Grad), bei 2 bar bis zu 120 Grad.

Der Kesseldruck einer Espressomaschine kann von 0,8 bar bis 2 bar variieren. Für das Pumpensystem kann dieser Druck bis zu 12 bar betragen. Alle im Blogbeitrag behandelten Materialien sind für die Druckumgebung einer Espressomaschine geeignet, deswegen wird der Druck hier vernachlässigt.

Zuerst werden wir die Art der Dichtungsmaterialien und danach die Art der in den Maschinen verwendeten Dichtungen erörtern.

O-Ringe

Der O-Ring ist eine der wichtigsten Dichtungskomponenten einer Espressomaschine. Es gibt verschiedene Materialien, die üblicherweise für O-Ringe in Espressomaschinen verwendet werden:

Shore-Härte

Ein weiterer wichtiger Aspekt neben der Zusammensetzung des Materials ist die sein Härtegrad. Für O-Ringe wird die Shore A-Skala verwendet. Dies ist eine Skala von 0 bis 100, die die Härte von extra weich bis extra hart definiert. Jedes Material hat seinen eigenen Shore-Bereich – Die Shore-Nummer sagt nichts über die Qualität des Materials aus, nur über die Härte.¹

Da es sich bei einer Espressomaschine um ein Hydrauliksystem mit vielen Anschlüssen handelt, sind Dichtungen erforderlich, um alles wasser- und luftdicht zu machen.

O-Ringe und ihr Material

Es gibt verschiedene Materialien, die üblicherweise für O-Ringe in Espressomaschinen verwendet werden:

Flansch Dichtungen

Neben den O-Ringen gibt es Flanschdichtungen, mit denen Kessel, Ventile, Heizelemente und Brühgruppen abgedichtet werden. Dies sind die entscheidenden Komponenten, um die Dichtheit des Hydrauliksystems zu gewährleisten.

Polytetrafluorethylen

Das gängigste Material ist Polytetrafluorethylen (PTFE). Gebräuchlich unter dem Handelsnamen Teflon® von Chemours (ehemals Du-Pont).  Dieses Produkt deckt einen breiten Temperaturbereich von -190 ° C bis 260 ° C ab und ist für den Gebrauch in Verbindung mit Lebensmitteln geeignet. Das Material selbst ist von der FDA (U. S. Food and Drug Administration, deutsch: Behörde für Lebens- und Arzneimittel) zugelassen. Es ist aber immer zweckmäßig, die Konformitätserklärung des Materialherstellers zur Hand zu haben.

Faserdichtungen

Es gibt viele Hersteller von Faserdichtungen in der Welt der Versiegelungen. Wie Klinger, Centellen, Frenzelit und Victor-Reinz, um nur einige zu nennen. Es ist also schwierig, alle Materialien umfassend zu behandeln, weshalb wir bei der Beschreibung der Materialeigenschaften eher allgemein verfahren. Die unterschiedlichen Produkte decken einen weiten Temperaturbereich von durchschnittlich -50 °C bis 250 °C ab.

Sind alle Materialien für den Einsatz in Espressomaschinen geeignet? - in technischer Hinsicht sind sie das. Aber nicht alle sind als lebensmittelsicher eingestuft. Wenn Sie wissen möchten, ob das von Ihnen verwendete Material lebensmittelsicher ist, lesen Sie das Sicherheitsdatenblatt des Produkts.

Kupferdichtung

Diese Art von Dichtungen und Druckdichtungen wird hauptsächlich zum Abdichten von Verbindungen zwischen einem Außen- und einem Innengewinde verwendet. Wie bei einem Sicherheitsventil auf einem Kessel oder einer Verschraubung und einem Gewindemagnetventilkörper.

Dichtungstyp in Abhängigkeit von der Baugruppe

Jeder Bereich einer Espressomaschine verfügt über unterschiedliche Versiegelungsmethoden und -materialien. Folgende Teile einer Espressomaschine müssen versiegelt werden:

• Kesselflansch;
• Kesselarmaturen;
• Rohre;
• Magnetventile;
• Dampf- und Wasserventile;
• Wasserfüllventil;
• Brühgruppe und ihre einzelnen Bestandteile;
• Heizelement.

Kesselflansch:

Bei vielen Kesseln handelt es sich im Grunde genommen um einen Zylinder mit einem gelöteten Ende auf der einen Seite und einem Bolzen am Flansch. Um diesen Flansch abzudichten, muss der Kesselflansch flach sein. Diese Flansche sind normalerweise zwischen 2 und 3 mm dick. Einige haben eine Bolzen-Mutter-Konfiguration, während andere nur aus einem dünnen Ring bestehen. Gegenwärtig werden deutlich mehr O-Ringe verwendet.

Material:

•  Faserdichtungen;
•  Polytetrafluorethylen (PTFE).

Kesselarmaturen:

Oben auf dem Kessel sind häufig Mutter-Anschlüsse in den Kessel eingelötet. Diese sind für Teile wie Druckschalter, Sicherheitsventil, Unterdruckventil usw. vorgesehen. Zur Abdichtung dieser Bauteile werden hauptsächlich zerdrückbare Kupferscheiben, Faserdichtungen und PTFE-Dichtungen verwendet

Material:

•  Faserdichtungen;
•  Kupfer Brechscheibe;
•  Polytetrafluorethylen (PTFE). 

Rohre

Bei den meisten Espressomaschinen bestehen die Rohre aus Kupfer und die Muttern und Klammern aus Messing. Diese Lötfittings werden (mithilfe des Formstücks) an einem männlichen oder weiblichen Fitting angeschraubt. Dadurch entsteht eine kleine Vertiefung, die wasserdicht abdichtet. Es ist dasselbe Prinzip wie eine Klemmverschraubung in Ihrem Heizungs- oder Kühlungssystem in Ihrem Haus.

Der Nachteil dieses Systems ist, dass im Gegensatz zum Heiz- oder Kühlsystem in Ihrem Haus, die Lötkompressionsarmatur fix befestigt ist. Die Versiegelungseigenschaften sind also später nicht mehr die gleichen, wie sie bei der ersten Installation waren. Der Vorteil des Haus-Kompressionssystems ist, dass hier der Kompressionsring entfernt und einfach durch einen neuen ersetzt werden kann.

Magnetventile

Es gibt 2 Arten von Magnetventilen

•  Das angeflanschte Magnetventil;

Das Magnetventil mit Innengewinde 1/8 "oder 1/4" BSP-G.

Das angeflanschte Magnetventil hat normalerweise unten 2 O-Ringe für den Ein- und Ausgang. Wenn die 4 Schrauben angezogen sind, wird der O-Ring leicht zusammengedrückt und versiegelt.

Die Gewindemagnetventile arbeiten etwas anders. In den meisten Fällen ist ein Außengewinde in das Magnetventil eingeschraubt. Zwischen dem Gehäuse des Magnetventils und der Armatur befindet sich eine kleine Kupferdichtung.

Dampf- und Wasserventile

Die meisten Dampf- und Wasserventile funktionieren nach dem Prinzip, einen Schalter im Uhrzeigersinn zu drehen, um ein Ventil zu schließen, und das Ventil gegen den Uhrzeigersinn zu öffnen.

Das andere Prinzip arbeitet mit einem Hebel. Beim Absenken oder Drücken eines Hebels drückt oder zieht eine Ventilführung einen Ventilschaft. Dieser Ventilschaft hat am Ende einen Dichtungshalter, der normalerweise gegen einen Ventilsitz drückt. Beim Absenken oder Drücken öffnet sich also ein Zwischenraum zwischen dem Ventilsitz und der Dichtung, die das Ventil öffnet.

Welche Art von Dichtungen werden also für diese Ventile verwendet?

Bei der Ventildichtung werden diese Dichtungen eingesetzt, um den Kessel nach außen abzudichten:

• EPDM;
• Viton;
• Silikon.

Um die Schäfte abzudichten, sind folgende Dichtungsmaterialien üblich:

• EPDM;
• Viton.

In den meisten Fällen besteht ein Ventil aus einem Ventilkörper und einem Ventilfitting. Um diese abzudichten, werden die folgenden Dichtungstypen verwendet:

• Kupferdichtung;
• PTFE-Dichtung;
• Viton-O-Ring.

Wasserfüllventil

Das Wasserfüllventil ist die komplexeste Ventilbaugruppe in einer Espressomaschine. Es handelt sich häufig um eine Kombination, bei der das Pumpendruckmanometer, das Überdruckventil, der Aufsatz für ein Magnetventil, Aufsätze für Brühgruppen und in manchen Fällen auch ein manuelles Füllventil angebracht sind. Diese Konstellation variiert für die verschiedenen Marken und kann sogar für jedes Modell unterschiedlich sein.

Brühgruppe

Die Brühgruppe ist das Bauteil mit den meisten Dichtungen. 

Die Siebträgerdichtungen.

Diese Dichtungen werden in die Brühgruppe eingebaut, um den Siebträger während des Brühvorgangs abzudichten. Aufgrund der Abnutzung des Metalls der Brühgruppe oder des Siebträgers können sie in verschiedenen Höhengrößen geliefert werden. Wenn die höchste Dichtung nicht hoch genug ist, gibt es immer Füllringe. Diese sind häufig in einer 0,5mm- und einer 0,8mm-Konfiguration erhältlich.

Die Siebträgerdichtungen sind die Dichtungen, die am häufigsten ausgetauscht werden müssen, was auf die Abnutzung durch die Gleitbewegung über die Siebträgerdichtung zurückzuführen ist.

Traditionell werden diese Dichtungen aus NBR-Gummi hergestellt, in den letzten Jahren gibt es jedoch auch Dichtungen aus Silikon.

Gruppensperrdichtung

Diese Dichtung wird in 2 verschiedenen Fällen verwendet.

• Arretierung der Gruppe am Rahmen der Espressomaschine;
• Arretierung der Brühgruppe am Kessel.

Die Dichtungen, mit denen die Brühgruppe am Rahmen befestigt ist, müssen weder Wasser noch Druck standhalten.

•   Zellulosedichtung;
•   Faserdichtung

Für die Brühgruppe, die an den Kessel befestigt werden muss, werden häufiger andere Materialien verwendet, da sie Druck, Temperatur und Wasser standhalten muss.

•   Faserdichtungen;
•   PTFE-Dichtungen;
•   O-Ringe.

Ventildichtungen

Bei älteren Pumpenmaschinen, die nicht mit einem Elektromagneten betrieben werden, sind immer Ventildichtungen erforderlich. Diese Dichtungen werden normalerweise unter Federdruck gegen einen Ventilsitz gedrückt, um das Ventil in der Brühgruppe abzudichten.

Diese Dichtungen werden häufig aus den folgenden Materialien hergestellt:

•   EPDM;
•   FKM.

HX-Systeme

Einige Marken wie La Cimbali und San Remo verwenden ein System, bei dem der HX direkt mit der Brühgruppe verbunden ist. Zur Abdichtung des Wärmetauschers ist zwischen der HX und den Brühgruppen eine Dichtung angebracht. Dafür werden Flachdichtungen oder O-Ringe verwendet.

Heizelemente

Es gibt verschiedene Arten von Heizelementen. Dies bedeutet auch, dass es eine Vielzahl von Heizelementdichtungen gibt.

Heizelementtypen:

•   Gewindeheizelemente;
•   Flanschheizelemente.

Sowohl für die Gewinde- als auch für die Flanschheizelemente können die gleichen Dichtungstypen verwendet werden:

•   O-Ringe;
•   PTFE-Dichtungen;
•   Faserdichtungen;
•   Silikon Dichtungen.

Abdichten von Gruppen oder Ventilteilen

Die Abdichtung größerer Teile erfolgt hauptsächlich mit Flachdichtungen oder O-Ringen. Dies hängt hauptsächlich von den Herstellern ab, die jeweils unterschiedliche Konstruktionsmethoden anwenden.

Das beste Material

Kann man also sagen, dass 1 Material das Beste ist? Nein, eigentlich nicht, jedes Material hat Vor- und Nachteile.

Bei statischen Dichtungen bevorzuge ich Silikon- oder FKM-O-Ringe, preislich ist Silikon interessanter. In den Fällen, in denen O-Ringe nicht verwendet werden können, bevorzuge ich eine lebensmittelsichere Fasermaterialdichtung, da diese besser komprimierbar und verformbarer ist als PTFE.

Bei dynamischen Dichtungen würde ich Silikon nicht empfehlen, da es eine geringe Reißfestigkeit aufweist. Aber Dichtungsmaterialien wie NBR, EPDM und FKM eignen sich alle für diese Anwendung. Es ist wahrscheinlich, dass das NBR und das EPDM aufgrund des Verschleißes unter Temperaturbeanspruchung schneller ersetzt werden müssen.