DE102008018007A1 - Vorrichtung zum Emulgieren einer Mischung aus Luft, Dampf und Milch - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Emulgieren einer Mischung aus Luft, Dampf und Milch, insbesondere ein Milchaufschäumer für einen Kaffeeautomaten, mit einem Gehäuse (2), in welchem eine Emulgierkammer (3) vorgesehen ist, die über einen tangential in die Emulgierkammer (3) eintretenden Zuführkanal (4) mit einem Luft-Milch-Dampfgemisch beliefert wird. Erfindungswesentlich ist dabei, dass in der Emulgierkammer (3) ein Radialflügel (5) aufweisendes Schäumorgan (6) angeordnet ist, dessen Achse (7) quer zur Einströmrichtung (8) des Luft-Milch-Dampfgemisches ausgerichtet ist, wobei die Radialflügel (5) in Umfangsrichtung gekrümmt ausgebildet sind.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Emulgieren einer Mischung aus Luft, Dampf und Milch, insbesondere einen Milchaufschäumer für einen Kaffeeautomaten, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine mit einer derartigen Vorrichtung ausgestattete Kaffeemaschine.
- Aus der
EP 0 243 326 B1 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Emulgieren einer Mischung aus Luft, Dampf und Milch bekannt, welche leicht von ihrer Cappuccino-Betriebsart auf eine Betriebsart zur Ausgabe von heißer Milch umgeschaltet werden kann, indem ein Steuerknopf für ein Verschluss- und ein Drosselglied betätigt wird. Die Umschaltung kann dabei ohne eine Änderung einer vorgenommenen Luftdurchflussmengeneinstellung erfolgen. Die bekannte Vorrichtung kann dabei wahlweise heiße Milch oder Milchschaum ausstoßen. - Aus der
EP 0 195 750 B1 ist eine weitere Vorrichtung zum Emulgieren von Luft und Milch, insbesondere zur Zubereitung von Milchschaum für Cappuccino, bekannt. Die bekannte Vorrichtung weist dabei einen Dampfzuführungskanal, eine Milchzuleitung sowie eine Außenluftzuleitung auf, welche alle gemeinsam in eine Saugkammer führen. Mittels eines von dem Dampfstrom bewirkten Venturieffektes wird die Milch und die Luft in die Saugkammer gesaugt und von dieser über eine entsprechende Verbindungsöffnung in eine Emulgierkammer transportiert, wobei das aus der Saugkammer stammende Gemisch in der Emulgierkammer in eine turbulente Strömung versetzt wird, so dass Milchschaum entsteht. - Des weiteren sind beispielsweise aus der
EP 0 467 666 B1 , aus derEP 0 326 929 B1 , aus derDE 10 2004 03 285 A1 sowie aus derDE 39 02 281 C1 weitere Vorrichtungen zum Erzeugen von Milchschaum, insbesondere für Cappuccino-Getränke, bekannt. - Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine gattungsgemäße Vorrichtung, eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, welche sich durch das Erzeugen eines besonders feinen Milchschaumes auszeichnet.
- Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Strömungskontur eines in einer Emulgierkammer eines Milchaufschäumers angeordneten Schäumorgans derart zu gestalten, dass beim Einströmen eines Luft-Milch-Dampfgemisches Bereiche mit Überdruck und Unterdruck entstehen, welche ein besonders feines Vermischen, das heißt insbesondere ein Stauchen bzw. Dehnen des Luft-Milch-Dampfgemisches bewirken, und damit einen besonders gleichmäßigen, feinporigen und sämigen Milchschaum erzeugen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Emulgieren einer Mischung aus Luft, Dampf und Milch weist dabei obengenannte Emulgierkammer auf, die über einen tangential in diese Emulgierkammer eintretenden Zuführkanal mit ebenfalls obengenanntem Luft-Milch-Dampfgemisch beliefert wird. Zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Bereiche mit Überdruck und Unterdruck, ist vorzugsweise zentrisch in der Emulgierkammer das Radialflügel aufweisende Schäumorgan angeordnet, dessen Achse quer zur Einströmrichtung des Luft-Milch-Dampfgemisches ausgerichtet ist, wobei die Radialflügel in Umfangsrichtung gekrümmt ausgebildet sind. Durch das tangentiale Einströmen des Luft-Milch-Dampfgemisches in die Emulgierkammer entsteht zum einen eine Rotationsbewegung über den gesamten Durchmesser der Kammer, zum anderen bilden sich hinter den gekrümmten Radialflügeln des Schäumorganes kleine Wirbel aus, die Bereiche mit Überdruck und Bereiche mit Unterdruck erzeugen und dadurch das einströmende Luft-Milch-Dampfgemisch in einen besonders sämigen und feinporigen Milchschaum umwandeln. Es kann somit durch eine lediglich kleine konstruktive Änderung der Form der Flügel des Schäumorgans, eine deutliche Verbesserung der Qualität des erzeugten Milchschaumes erreicht werden, so dass durch lediglich einen geringen Kostenaufwand ein relativ großer und vom Kunden als äußerst angenehm empfundener Mehrnutzen erzielbar ist.
- Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, sind die Radialflügel in Einströmrichtung des Luft-Milch-Dampfgemisches in Umfangsrichtung gekrümmt ausgebildet. Hierdurch erzeugen die derart gekrümmten Radialflügel an ihrer Anströmseite einen Überdruck, während sie auf ihrer Abströmseite einen Unterdruck erzeugen, welcher zu den gemäß der
1 dargestellten Wirbeln führt. Gleichzeitig bewirken die derart gekrümmten Radialflügel ein gleichmäßiges Verwirbeln innerhalb der Emulgierkammer, ohne dass sich dabei explizite Totbereiche ausbilden, in welchen keinerlei Strömung vorhanden ist. - Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, ist der in die Emulgierkammer mündende Zuführkanal als Venturi-Düse ausgebildet. Eine derartige Venturi-Düse besteht üblicherweise aus einem glattwandigen Rohrstück mit einer Verengung des Querschnitts, hier der trichterartig ausgebildeten Verengung, wobei im Bereich dieser Verengung beispielsweise ein Abnahmerohr platziert werden kann, über das beispielsweise der Bezug von Milch möglich ist. Generell ist dabei auch denkbar, dass die in Strömungsrichtung vor dem Zuführkanal gelegene Ansaugkammer in die Düsenfunktion des Zuführkanals integriert ist, so dass ein Bezug von Milch, beispielsweise bereits in der Ansaugkammer erfolgt. Generell bewirkt die düsenartige, insbesondere sich trichterartig verjüngende, Ausbildung des Zuführkanals eine Beschleunigung der Strömungsgeschwindigkeit und damit einen verbesserten Schäumeffekt in der Emulgierkammer.
- Zweckmäßig ist das Gehäuse mit der Ansaugkammer dem Dampf- und dem Milchzuführkanal, der Emulgierkammer, dem Milchschaumausgabekanal aus Kunststoff, insbesondere sogar als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet. Die Ausführung als Kunststoffspritzgussteil ermöglicht eine nahezu freie Formgebung des Gehäuses mit den darin angeordneten Komponenten sowie eine äußerst kostengünstige Herstellbarkeit desselben Gehäuses. Zugleich ist es möglich, durch einen Austausch des entsprechenden Kunststoffspritzgusswerkzeuges, das Gehäuse und damit auch die wesentlichen Teile der Vorrichtung, das heißt des Milchaufschäumers, leicht an Änderungen, beispielsweise designerischer Art, anzupassen. Auch ist eine nahezu beliebige Farbgebung für ein aus Kunststoff gespritztes Gehäuse möglich, wodurch eine besonders hohe Flexibilität erreicht werden kann.
- Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
- Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in ande ren Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
- Die einzige
1 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Emulgieren einer Mischung aus Luft, Dampf und Milch. - Entsprechend der
1 , weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung1 zum Emulgieren einer Mischung aus Luft, Dampf und Milch, eine Gehäuse2 auf, in welchem eine Emulgierkammer3 vorgesehen ist. In die Emulgierkammer3 mündet dabei in im wesentlichen tangentialer Richtung ein Zuführkanal4 , über welchen die Emulgierkammer3 mit einem Luft-Milch-Dampfgemisch beliefert wird. Erfindungsgemäß ist nun im wesentlichen zentrisch in der Emulgierkammer3 ein Radialflügel5 aufweisendes Schaumorgan6 angeordnet, dessen Achse7 quer zur Einströmrichtung8 des Luft-Milch-Dampfgemisches ausgerichtet ist und wobei die Radialflügel5 in Umfangsrichtung gekrümmt ausgebildet sind. Die Achse7 des Schaumorgans6 verläuft dabei gemäß der1 im wesentlich senkrecht zur Bildebene. - Durch die derart ausgestalteten Radialflügel
5 des Schaumorgans6 , werden in der Emulgierkammer3 Bereiche mit Überdruck und Unterdruck erzeugt, durch welche zwischen den einzelnen Radialflügeln5 Wirbel9 entstehen, die einen besonders feinporigen und dadurch sämigen Milchschaum erzeugen. Üblicherweise entsteht dabei auf einer Anströmseite10 des jeweiligen Radialflügels5 ein Überdruck, wogegen auf einer Abströmseite11 des Radialflügels5 üblicherweise ein Unterdruck entsteht. Aus diesen unterschiedlichen Bereichen mit Überdruck und Unterdruck entstehen vorgenannte Wirbel9 , zusätzlich unterstützt durch die in der Emulgierkammer3 herrschende Umfangsströmung, die durch die tangentiale Einströmung8 bewirkt wird. - Wie der
1 zu entnehmen ist, verjüngt sich der in die Emulgierkammer3 mündende Zuführkanal4 trichterartig und ist demgemäß in der Art einer Düse ausgebildet, die eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit erzeugt. Denkbar ist hierbei auch, dass der in die Emulgierkammer3 mündende Zuführkanal4 als sogenannte Venturi-Düse ausgebil det ist und an seinem querschnittengsten Bereich eine Ansaugleitung für Milch aufweist. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass eine Mischung zwischen der Milch und dem Luft-Dampf-Gemisch, bereits in einer stromauf des Zuführkanals4 gelegenen Ansaugkammer erfolgt. - Zur Ausgabe des in der Emulgierkammer
3 erzeugten Milchschaumes, ist letztere mit einem Milchschaum-Ausgabekanal mit der Umgebung verbunden, wobei der nicht näher bezeichnete Milchschaumausgabekanal bei einer Vorrichtung1 gemäß der1 , ebenfalls senkrecht zur Bildebene verläuft. Das Schaumorgan6 kann dabei zumindest teilweise in den Milchschaum-Ausgabekanal hineinragen. - Um die Vorrichtung
1 generell kostengünstig und variabel ausbilden zu können, können das Gehäuse2 , der Zuführkanal4 sowie das Schaumorgan6 aus Kunststoff ausgebildet und insbesondere als Kunststoffspritzgussteil hergestellt sein. - Generell funktioniert die erfindungsgemäße Vorrichtung
1 wie folgt: Zunächst wird mit Hilfe des Drucks von verdampftem Wasser in einem Kaffeevollautomaten ein Milch-Luft-Gemisch in einer nicht näher bezeichneten Ansaugkammer angesaugt und durch den Zuführkanal4 tangential in die Emulgierkammer3 eingeblasen. In der im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Emulgierkammer3 , befindet sich ein Schaumorgan6 , mit in Umfangsrichtung gekrümmten Radialflügeln5 . Letztere bewirken die Bildung von Wirbeln9 , welche zusätzlich zu der Rotationsbewegung des Luft-Milch-Dampfgemisches die Erzeugung von besonders feinporigem und sämigem Milchschaum begünstigen. Die Wirbel9 resultieren aus Bereichen mit Überdruck und Unterdruck, in welchen das Luft-Milch-Dampfgemisch im Vergleich zu herkömmlichen Schaumorganen deutlich besser komprimiert bzw. gedehnt sowie gemischt werden kann. Der mit Hilfe dieses lediglich konstruktiv leicht abgeänderten Schaumorgans6 erzeugte Milchschaum erfährt durch seine feinporige und sämige Konsistenz eine hohe Kundenakzeptanz und bietet dadurch nicht zu unterschätzende Wettbewerbsvorteile. -
- 1
- Vorrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Emulgierkammer
- 4
- Zuführkanal
- 5
- Radialflügel
- 6
- Schaumorgan
- 7
- Achse
des Schaumorgans
6 - 8
- Einströmrichtung
- 9
- Wirbel
- 10
- Anströmseite
des Radialflügels
5 - 11
- Abströmseite
des Radialflügels
5 - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 0243326 B1 [0002]
- - EP 0195750 B1 [0003]
- - EP 0467666 B1 [0004]
- - EP 0326929 B1 [0004]
- - DE 10200403285 A1 [0004]
- - DE 3902281 C1 [0004]
Claims (10)
- Vorrichtung (
1 ) zum Emulgieren einer Mischung aus Luft, Dampf und Milch, insbesondere ein Milchaufschäumer für einen Kaffeeautomaten, mit einem Gehäuse (2 ), in welchem eine Emulgierkammer (3 ) vorgesehen ist, die über einen tangential in die Emulgierkammer (3 ) eintretenden Zuführkanal (4 ) mit einem Luft-Milch-Dampfgemisch beliefert wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Emulgierkammer (3 ) ein Radialflügel (5 ) aufweisendes Schäumorgan (6 ) angeordnet ist, dessen Achse (7 ) quer zur Einströmrichtung (8 ) des Luft-Milch-Dampfgemisches ausgerichtet ist und dessen Radialflügel (5 ) in Umfangsrichtung gekrümmt ausgebildet sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialflügel (
5 ) in Einströmrichtung (8 ) des Luft-Milch-Dampfgemischs in Umfangsrichtung gekrümmt ausgebildet sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der in die Emulgierkammer (
3 ) mündende Zuführkanal (4 ) zur Emulgierkammer (3 ) hin trichterartig verjüngt. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der in die Emulgierkammer (
3 ) mündende Zuführkanal (4 ) als Düse ausgebildet ist, und/oder dass der in die Emulgierkammer (3 ) mündende Zuführkanal (4 ) als Venturi-Düse ausgebildet ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführkanal (
4 ) mit einer Ansaugkammer kommuniziert. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Emulgierkammer (
3 ) über einen Milchschaum-Ausgabekanal mit der Umgebung verbunden ist. - Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (
2 ) mit der Ansaugkammer, einem Dampf- und einem Milchzuführkanal, der Emulgierkammer (3 ) und dem Milchschaum-Ausgabekanal aus Kunststoff, insbesondere als einteiliges Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schäumorgan (
6 ) zumindest teilweise in den Milchschaum-Ausgabekanal hineinragt. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schäumorgan (
6 ) zentrisch in der Emulgierkammer (3 ) angeordnet ist. - Kaffeemaschine, insbesondere ein Kaffeevollautomat, mit einer Vorrichtung (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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