Bachelorarbeit Maschinentechnik: Prototyp Kapselautomat

Kalter Kaffee aus dem Automaten

Aus Kapseln zubereiteter heisser Kaffee ist in Schweizer Küchen und Büros längst an der Tagesordnung. Kalte Kaffeegetränke hingegen gibt es bisher nicht aus Kapselautomaten. Diese Lücke schliessen die Maschinentechnik-Absolventen Tobias Haas und Remo Schläpfer mit ihrem Prototyp «Cool Caps».

Seit Jahren wächst die Vielfalt an Kaffeekapseln und die Auswahl an entsprechenden Automaten. Auch Tee und Milchgetränke können inzwischen bequem aus der Kapsel zubereitet werden. Allerdings gibt es zum heutigen Zeitpunkt noch keine Maschine auf dem Markt, welche auf einem Kapselsystem basiert und heisse sowie auch aktiv gekühlte Getränke liefern kann. «Kalte Getränke können mit Kapselmaschinen bisher nur in Raumtemperatur, aber nicht kälter zubereitet werden», so Maschinentechnik-Absolvent Tobias Haas. «Unser Automat hingegen kann neben heissen auch kalte Kaffeegetränke mit einer Temperatur von etwa fünf Grad Celsius liefern.» Zusammen mit Remo Schläpfer hat er bereits im Rahmen einer Projektarbeit an verschiedenen Prototypen gearbeitet, damals noch auf Basis bestehender Maschinen. Als Bachelorarbeit haben die beiden Absolventen nun den «Cool Caps»-Automaten von Grund auf konzipiert und gebaut.

Tobias Haas (links) und Remo Schläpfer haben einen Kapselautomaten entwickelt.

Projektidee selber eingebracht

Die Idee zu «Cool Caps» entstand im Freundeskreis von Tobias Haas. Er hat das Projekt seinem Dozenten Gabriel Schneider vorgeschlagen, der die Arbeit schliesslich am Zentrum für Produkt- und Prozessentwicklung (ZPP) betreut hat: «Die Entwicklung eines solchen Automaten hat den Absolventen das im Studium erlernte Fachwissen aus unterschiedlichen Disziplinen abverlangt», so Gabriel Schneider. «Angefangen von der Mechanik des Kapselsystems, über die Herstelltechnologien bis hin zum Design – aber die grösste Herausforderung war sicherlich die Kühltechnologie.» Für letztere profitierten Tobias Haas und Remo Schläpfereinerseits von den Vorlesungen in Thermodynamik, andererseits von den Erfahrungswerten aus ihrer vorangegangenen Projektarbeit.

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«Unser Automat kann neben heissen auch kalte Kaffeegetränke mit einer Temperatur von etwa fünf Grad Celsius liefern.»

Tobias Haas

Vom Konzept zur Hardware

Vor der realen Fertigung wurde der Automat detailliert als Computermodell entworfen.

Ausgehend von den erforderlichen Funktionen der Maschine haben die beiden Absolventen den Wasserkreislauf konzipiert und die dazu nötigen Bauteile bestimmt. Parallel dazu konnten sie die Kühleinheit so optimieren, dass eine Serienproduktion bei einem externen Lieferanten zu realisieren wäre. Des Weiteren galt es – mit externer Hilfe – eigens für diesen Prototyp die Elektronik mit dazugehöriger Steuerung zu entwickeln. Schliesslich haben die Absolventen basierend auf den Empfehlungen einer Industriedesignerin den Maschinenaufbau und das Gehäuse entworfen. «Die Bauteile für die Fertigung des Prototyps haben wir grösstenteils selber am ZPP im 3DDrucker und am Lasercutter hergestellt», erklärt Remo Schläpfer. «Während des gesamten Entwicklungsprozesses mussten wir ausserdem streng darauf achten, dass die Bestimmungen des Lebensmittelgesetzes eingehalten werden.»

Investoren gesucht

Mit diesem funktionstüchtigen Prototyp wollen die Absolventen auf Investorensuche gehen.

Den Absolventen ist es gelungen, aus all diesen Komponenten innerhalb weniger Monate einen funktionstüchtigen Prototyp ihres Kapselautomaten herzustellen. Das Kernstück der Maschine ist eine Kühleinheit, welche Leitungswasser innerhalb von 100 Sekunden um mindestens 15 Grad Celsius abkühlt. «Wir haben es geschafft, dass diese Kühleinheit so klein und so günstig wie möglich ist, um einen angemessen Zielpreis des Endproduktes für den Konsumenten zu erreichen», erklärt Tobias Haas. Denn die beiden Absolventen haben den Automaten nicht zum Spass gebaut, sondern wollen mit «Cool Caps» auf Investorensuche gehen. In einer nun folgenden Testphase werden Tobias Haas und Remo Schläpfer die Leistungsfähigkeit des Geräts evaluieren, um die Funktion der Kühltechnologie auch vor Interessenten belegen zu können.

Weitere Informationen

Bachelorstudium Maschinentechnik

Zentrum für Produkt- und Prozessentwicklung (ZPP)