DE102008018007B4

DE102008018007B4 - Vorrichtung zum Emulgieren einer Mischung aus Luft, Dampf und Milch

Info

Publication number: DE102008018007B4
Application number: DE102008018007.6A
Authority: DE
Inventors: Robert Jaskolka; Siegmund Kramer
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2008-04-09
Filing date: 2008-04-09
Publication date: 2021-04-29
Anticipated expiration: 2028-04-10
Also published as: DE102008018007A1

Abstract

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.

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 werden 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 DE 197 05 633 A1 , aus der EP 0 467 666 B1 , aus der EP 0 326 929 B1 , aus der DE 10 2004 063 285 A1 sowie aus der DE 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, Ansaugkammer dem Dampf- und dem Milchzuführkanal, der Kunststoffspritzgussteil, dem Milchschaumausgabekanal aus Kunststoff, insbesondere sogar als Emulgierkammer und 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 anderen 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 Vorrichtung 1 zum Emulgieren einer Mischung aus Luft, Dampf und Milch ein Gehäuse 2 auf, in welchem eine Emulgierkammer 3 vorgesehen ist. In die Emulgierkammer 3 mündet dabei in im Wesentlichen tangentialer Richtung ein Zuführkanal 4, über welchen die Emulgierkammer 3 mit einem Luft-Milch-Dampfgemisch beliefert wird. Erfindungsgemäß ist nun im Wesentlichen zentrisch in der Emulgierkammer 3 ein Radialflügel 5 aufweisendes Schäumorgan 6 angeordnet, dessen Achse 7 quer zur Einströmrichtung 8 des Luft-Milch-Dampfgemisches ausgerichtet ist und wobei die Radialflügel 5 in Umfangsrichtung gekrümmt ausgebildet sind. Die Achse 7 des Schäumorgans 6 verläuft dabei gemäß der 1 im Wesentlichen senkrecht zur Bildebene.
Durch die derart ausgestalteten Radialflügel 5 des Schäumorgans 6 werden in der Emulgierkammer 3 Bereiche mit Überdruck und Unterdruck erzeugt, durch welche zwischen den einzelnen Radialflügeln 5 Wirbel 9 entstehen, die einen besonders feinporigen und dadurch sämigen Milchschaum erzeugen. Üblicherweise entsteht dabei auf einer Anströmseite 10 des jeweiligen Radialflügels 5 ein Überdruck, wogegen auf einer Abströmseite 11 des Radialflügels 5 üblicherweise ein Unterdruck entsteht. Aus diesen unterschiedlichen Bereichen mit Überdruck und Unterdruck entstehen vorgenannte Wirbel 9, zusätzlich unterstützt durch die in der Emulgierkammer 3 herrschende Umfangsströmung, die durch die tangentiale Einströmung 8 bewirkt wird.
Wie der 1 zu entnehmen ist, verjüngt sich der in die Emulgierkammer 3 mündende Zuführkanal 4 trichterartig und ist demgemäß in der Art einer Düse ausgebildet, die eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit erzeugt. Denkbar ist hierbei auch, dass der in die Emulgierkammer 3 mündende Zuführkanal 4 als sogenannte Venturi-Düse ausgebildet 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 Zuführkanals 4 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 Vorrichtung 1 gemäß der 1 ebenfalls senkrecht zur Bildebene verläuft. Das Schäumorgan 6 kann dabei zumindest teilweise in den Milchschaum-Ausgabekanal hineinragen.
Um die Vorrichtung 1 generell kostengünstig und variabel ausbilden zu können, können das Gehäuse 2, der Zuführkanal 4 sowie das Schäumorgan 6 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-LuftGemisch in einer nicht näher bezeichneten Ansaugkammer angesaugt und durch den Zuführkanal 4 tangential in die Emulgierkammer 3 eingeblasen. In der im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Emulgierkammer 3 befindet sich ein Schäumorgan 6 mit in Umfangsrichtung gekrümmten Radialflügeln 5. Letztere bewirken die Bildung von Wirbeln 9, welche zusätzlich zu der Rotationsbewegung des Luft-Milch-Dampfgemisches die Erzeugung von besonders feinporigem und sämigem Milchschaum begünstigen. Die Wirbel 9 resultieren aus Bereichen mit Überdruck und Unterdruck, in welchen das Luft-Milch-Dampfgemisch im Vergleich zu herkömmlichen Schäumorganen deutlich besser komprimiert bzw. gedehnt sowie gemischt werden kann. Der mit Hilfe dieses lediglich konstruktiv leicht abgeänderten Schäumorgans 6 erzeugte Milchschaum erfährt durch seine feinporige und sämige Konsistenz eine hohe Kundenakzeptanz und bietet dadurch nicht zu unterschätzende Wettbewerbsvorteile.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Gehäuse
3: Emulgierkammer
4: Zuführkanal
5: Radialflügel
6: Schäumorgan
7: Achse des Schäumorgans 6
8: Einströmrichtung
9: Wirbel
10: Anströmseite des Radialflügels 5
11: Abströmseite des Radialflügels 5

Claims

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.