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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Milchaufschäumer. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem einen Kaffeevollautomaten mit einem derartigen Milchaufschäumer.
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Ein Milchaufschäumer oder Milchschäumer ist ein Küchengerät zum Erzeugen von Milchschaum, welcher für Heißgetränke wie Cappuccino oder Latte Macchiato Verwendung finden kann. Manuelle Milchaufschäumer erlauben hierzu das Hin- und Herbewegen eines Siebes durch die Oberfläche der in ein Behältnis eingefüllten Milch, sodass durch die Milchoberfläche Luft in die Milch hineingeschäumt wird. Der Stand der Technik umfasst ferner elektrische Milchaufschäumer. Bei einer solchen Vorrichtung wird ein in die Milch eingetauchter Schneebesen oder Quirl durch einen Motor in Rotation versetzt.
EP 2 000 067 B1 offenbart beispielsweise eine Umsetzung dieses Grundprinzips.
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Ein Kaffeevollautomat ist ein komplexes Küchengerät, das nach der Espresso-Methode vollautomatisch verschiedene Kaffeevarianten herzustellen vermag. Zusätzlich zur Kaffeezubereitung gestatten einige Modelle das Aufschäumen von Milch mit Hilfe von Wasserdampf. Zu diesem Zweck ist ein solches Gerät mit einer extern zugänglichen Dampfdüse ausgestattet, die etwa mittels eines geeigneten Kunststoffaufsatzes Milch in Milchschaum umwandeln kann.
EP 2 368 467 A1 und
WO 2005/ 074 770 A1 beschreiben solche Vorrichtungen, die üblicherweise in Kaffeevollautomaten integriert sind.
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Aus dem Stand der Technik sind ferner modular aufgebaute Kaffeevollautomaten bekannt, die eine Anschlussmöglichkeit für einen externen Milchaufschäumer aufweisen.
WO 2006/ 122 916 A1 und
EP 2 277 418 A2 offenbaren derartige, zum Einsatz in Verbindung mit einem geeigneten Kaffeevollautomaten vorgesehene Milchaufschäumer. Dabei wird durch einen Anschlusssockel des Kaffeevollautomaten Wasserdampf aus dem Kaffeevollautomaten in den Milchaufschäumer eingeleitet und von diesem zum Aufschäumen der Milch verwendet. Ein Nachteil dieser Lösung liegt in der Notwendigkeit, den Kaffeevollautomaten mit – möglichst dampffesten – Bauteilen wie Heizung, Pumpe, Leitungssystem und Ventil auszurüsten, was die Produktionskosten eines in dieser Weise ausgestatteten Kaffeevollautomaten erhöht.
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Im Bereich der Portionskaffeemaschinen, die mit einzel- oder doppelportionierten sogenannten Pads oder Kapseln arbeiten, werden Kombinationslösungen angeboten, die neben der Kaffeemaschine einen externen Milchaufschäumer umfassen, wobei Kaffeemaschine und Milchaufschäumer auf dieselbe Spannungsversorgung zurückgreifen. Bei diesem Ansatz wird Milch durch den Milchaufschäumer induktiv erhitzt und mittels eines elektrischen Quirls aufgeschäumt. Zur Steuerung dieses Vorgangs weist der Milchaufschäumer Bedienelemente auf, die unabhängig von jenen der Kaffeemaschine betätigt werden können. Ein Nachteil dieser Anordnung liegt darin, dass der Nutzer die Kombination von Kaffeemaschine und Milchkanne nicht als einheitlichen Vollautomaten, sondern als getrennte Küchengeräte erlebt und bedient, die, obgleich im selben Kontext verwendet, unterschiedliche Funktionalität und Leistungsmerkmale aufweisen.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, für einen Milchaufschäumer eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere in ein Erscheinungsbild und Nutzererlebnis eines Kaffeevollautomaten einfügen kann. Dabei soll der Milchaufschäumer geringe konstruktive Anforderungen an die Schnittstellen und internen Komponenten des Kaffeevollautomaten stellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen Milchaufschäumer mit einem Elektroanschluss zu versehen, der so ausgestaltet ist, dass der Milchaufschäumer lösbar mit einem Kaffeevollautomaten verbunden werden kann. Zugleich weist der Milchaufschäumer einen Wasserbehälter, einen Verdampfer, eine Milchzufuhr und eine Schäumkammer auf, die das Gerät bei anspruchsgemäßer Konfiguration in die Lage versetzen, ohne weitere Zuleitungen vom Kaffeevollautomaten lediglich mittels der von diesem zugeführten elektrischen Energie Milch aufzuschäumen. Eine solche Anordnung ermöglicht den Verzicht auf Komponenten des Kaffeevollautomaten, wie etwa einer zusätzlichen Heizung oder Pumpe, die lediglich in Verbindung mit einem externen Milchaufschäumer zum Einsatz gelangen. Auf diese Weise lassen sich herstellerseitig die Produktionskosten des als Basis des Milchaufschäumers dienenden Kaffeevollautomaten senken und vielfältige Kombinationsmöglichkeiten von Kaffeevollautomaten und Milchaufschäumern unterschiedlichster Preisklassen erschließen.
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Bevorzugt umfasst etwa der Verdampfer einen Dampfkessel, der jeweils durch ein Ventil mit dem Wasserbehälter und der Schäumkammer verbunden und elektrisch mittels der dem montierten Milchaufschäumer vom Kaffeevollautomaten zugeführten Energie beheizt wird. Dieser Aufbau gestattet einen geregelten Durchfluss des zugeführten Wassers vom Wasserbehälter über den Dampfkessel zur Schäumkammer, wobei die Heizung zugleich eine Umwandlung des Wassers vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand bewirkt.
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Zur weiteren konstruktiven Vereinfachung ist der Wasserbehälter vorteilhafterweise oberhalb des Dampfkessels angeordnet, wenn der Milchaufschäumer betriebsbereit etwa auf einer Arbeitsfläche steht. Somit vermag die auf das im Wasserbehälter befindliche Wasser wirkende Schwerkraft den tiefer gelegenen Dampfkessel zu befüllen, ohne dass der Milchaufschäumer mit einer zusätzliche Pumpe für diesen Zweck ausgerüstet sein müsste.
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Um die funktionsgemäße Durchflussrichtung des Wassers vom Wasserbehälter über den Dampfkessel zur Schäumkammer sicherzustellen, sind die Ventile dabei vorzugsweise als Rückschlagventile ausgeführt und in geeigneter Weise ausgerichtet. Eine Federbelastung des – den Dampfkessel mit der Schäumkammer verbindenden – zweiten Ventils ist dabei so dimensioniert, dass erst ein ausreichender Kesseldruck dieses öffnen kann und ein Ausströmen von Wasserdampf in die Schäumkammer ermöglicht. Die beiden Ventile in ihrem Zusammenspiel bilden auf diese Weise ein kybernetisches System, das bei Zuführung thermischer Energie allein mittels negativer Rückkopplung einen pulsierenden Dampfstrahl erzeugt. Diese Selbstregulation lässt weitere, auf Hilfsenergie angewiesene Regler des Milchaufschäumers verzichtbar erscheinen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform vermag die Schäumkammer beim Austreten von Wasserdampf die zugeführte Milch anzusaugen, welche dem Wasserdampf in der Schäumkammer beigemischt und somit aufgeschäumt wird. Eine derartige Ausgestaltung der Schäumkammer ersetzt etwa rotierende oder anderweitig bewegte Komponenten, wie Schneebesen, Quirl oder Sieb und vermindert somit die Verschleißanfälligkeit des Milchaufschäumers. Gleichzeitig gestattet sie – etwa in Verbindung mit einem flexiblen Ansaugschlauch der Milchzufuhr – die unmittelbare Entnahme der Milch aus verschiedensten Verpackungsformen, insbesondere handelsüblichen Getränkekartons, Schlauchverpackungen und Folienbeuteln, ohne das Erfordernis eines zusätzlichen Gefäßes.
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Vorteilhaft ist eine Ausführung des Elektroanschlusses als Steckverbinder, der mit einem geeigneten Gegenstück seitens des Kaffeevollautomaten eine Steckverbindung eingehen kann. So lässt sich eine leicht lösbare elektrische Verbindung realisieren, die eine – beispielsweise im Vergleich zu Klemm- oder Schraubverbindungen – hohe Verbindungssicherheit bei geringem Benutzungsaufwand erlaubt. Sinnvoll ist hierzu eine Konfiguration des Milchaufschäumers in der Weise, dass schon ein Herstellen der Steckverbindung den Verdampfer aktiviert, sodass zur Benutzung des Milchaufschäumers keine zusätzlichen Bedienelemente betätigt werden müssen. Ein geeignetes Federsystem, wie es dem Anwender etwa aus handelsüblichen Kugelschreibern vertraut ist, kann im eingesteckten Zustand des Milchaufschäumers dabei eine Deaktivierung und mechanische Trennung desselben vom Kaffeevollautomaten erlauben, indem der Benutzer lediglich Druck auf den Milchaufschäumer in Richtung des Kaffeevollautomaten ausübt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform nehmen die Steckverbinder die Form von Einbaustecker und Buchse an, wobei wahlweise der Milchaufschäumer oder der Kaffeevollautomat den Einbaustecker und das jeweilige Gegenstück die Buchse aufweisen mag. Insofern erhöht der feste Einbau jedes Steckverbinders in das zugehörige Gerätegehäuse bei hergestellter Steckverbindung die Stabilität des aus Kaffeevollautomat und Milchaufschäumer zusammengesetzten Gesamtsystems. Bei geeigneter Bauform beider Geräte lässt sich zudem ein harmonischer Formfaktor der Anordnung erreichen, der aus Sicht des Benutzers die Integration von Milchaufschäumer und Kaffeevollautomaten im Sinne eines einheitlichen Modulkonzepts unterstreicht.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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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.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Es zeigen
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1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Milchaufschäumers,
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2 eine perspektivische Ansicht eines Milchaufschäumers gemäß 1 beim Befüllen eines Lattemacchiato-Glases mit Milchschaum.
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1 und 2 zeigen einen Milchaufschäumer 10, dessen Funktionsweise auf der Erzeugung von Wasserdampf mittels eines elektrischen Verdampfers 9 beruht. Als Verdampfer ist dabei grundsätzlich – gemäß der Terminologie der Verfahrenstechnik – jedweder Apparat zur Umwandlung von Wasser in seinen dampfförmigen Zustand unter Zuführung thermischer Energie anzusehen. In der vorliegenden Ausführungsform weist der Verdampfer 9 zu diesem Zweck einen Dampfkessel 4 auf, also ein geschlossenes beheiztes Gefäß oder Druckrohrsystem, das geeignet ist, Wasserdampf von höherem als atmosphärischem Druck oder Heißwasser mit Temperaturen oberhalb von 100 °C zu erzeugen.
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Wie 1 erkennen lässt, dient im vorliegenden Beispiel eine elektrische Heizung 3 als Wärmequelle des Dampfkessels 4. In diesem Zusammenhang ist der Begriff „elektrische Heizung“ in einem weiteren Sinn zu verstehen und umfasst neben herkömmlichen Widerstandsheizungen, die sich unmittelbar des elektrischen Stroms als Energiequelle bedienen, auch auf induktiver Erwärmung fußende Vorrichtungen, bei denen ein elektrisch leitfähiger Teil des Dampfkessels 4 durch einen in ihm durch die Heizung 3 erzeugten Wirbelstromverlust beheizt wird. Gleichermaßen seien auf kapazitiver Erwärmung basierende Systeme erfasst, die – etwa mittels durch die Heizung 3 erzeugter Mikrowellen – das in diesem Zusammenhang als Dielektrikum dienende Wasser selbst erwärmen.
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Zur Versorgung des Dampfkessels 4 mit Frischwasser ist dieser mit einem geeigneten Wasserbehälter 1 verbunden. Wie insbesondere 1 erkennen lässt, ist dieser an seinem im Betriebszustand oberen Ende geöffnet oder mit einer lös- oder schwenkbaren Abdeckung versehen, welche ein manuelles Befüllen des Wasserbehälters 1 durch den Benutzer erlaubt, insbesondere mittels einer Kanne oder eines Trichters. Eine alternative Ausführungsform mag sich stattdessen eines regulierbaren Zuflusses bedienen, der den Wasserbehälter 1 etwa mit einem öffentlichen Trinkwassernetz verbindet.
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Der Wasserbehälter 1 ist dabei vorliegend oberhalb des Verdampfers 9 und insbesondere des Dampfkessels 4 angeordnet, sodass die Schwerkraft auf im Wasserbehälter 1 befindliches Frischwasser stets in Richtung des Dampfkessels 4 und somit in der vorgesehenen Flussrichtung wirkt.
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Dennoch zeigt 1, dass in der gegebenen Ausführungsform der Durchfluss vom Wasserbehälter 1 zum Dampfkessel 4 nicht unkontrolliert erfolgt. Vielmehr ist zwischen dem Wasserbehälter 1 und dem Dampfkessel 4 ein erstes Ventil 2 vorgesehen, dass zur Regelung der Wasserzufuhr des Dampfkessels 4 dient. Hierbei handelt es sich, wie insbesondere 2 erkennen lässt, um ein sogenanntes eigenmediumbetätigtes Durchgangsventil, dessen dem Wasserbehälter 1 zugewandter Eintritt und dem Dampfkessel 4 zugewandter Austritt in einer gemeinsamen, im Wesentlichen vertikalen Richtung liegen. Ausgeführt ist das erste Ventil 2 als Rückschlagventil, dass eine Strömung des Wassers ausschließlich in der vorgesehenen Abwärtsrichtung erlaubt. Auf diese Weise stellt das erste Ventil 2 sicher, dass selbst bei einer durch Erwärmung hervorgerufenen Ausdehnung des im Dampfkessel 4 befindlichen Wassers dieses nicht – entgegen seiner funktionsgemäßen Durchflussrichtung – in den Wasserbehälter 1 zurückströmt.
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Ein Druckausgleich des Dampfkessels 4 wird vielmehr durch ein zweites Ventil 5 des Verdampfers 9 ermöglicht. Dieses ebenfalls als Rückschlagventil ausgeführte zweite Ventil 5 ist dabei in der Weise federbelastet, dass ein Schließelement des zweiten Ventils 5 in Richtung des Dampfkessels 4 durch ein elastisches Rückstellelement vorgespannt, in der Gegenrichtung jedoch bei ausreichendem Kesseldruck durch entweichenden Wasserdampf freigegeben wird. Hierzu mag etwa eine Kugel, ein Kegel, eine Klappe oder eine Membran als Schließelement dienen, welches durch das Rückstellelement, etwa eine Feder, in einen entsprechenden Sitz innerhalb des zweiten Ventils 5 gedrückt wird. Die Federkraft ist dabei derart bemessen, dass erst oberhalb eines für den Kesseldruck vorbestimmten Schwellwerts ein im Dampfkessel 4 befindliches Fluid das Schließelement vom Sitz abzuheben vermag.
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Der genannte Schwellwert ist zu diesem Zweck vorzugsweise so gewählt, dass er bei einer Kesseltemperatur oberhalb 100 °C erreicht wird. Wird in dieser Situation das zweite Ventil 5 freigegeben, so führt der eintretende Druckausgleich unweigerlich zu einer Umwandlung des im Dampfkessel 4 befindlichen Frischwassers in Wasserdampf, der sogleich durch das zweite Ventil 5 aus dem Dampfkessel 4 entweicht. Erst ein hinreichender Temperaturabfall versetzt das Rückstellelement in der Lage, das zweite Ventil 5 erneut zu schließen, sodass etwaiges im Wasserbehälter 1 bevorratetes weiteres Frischwasser durch das erste Ventil 2 in den Dampfkessel 4 nachströmen kann. Der somit am Ausgangspunkt angelangte Ablauf wiederholt sich solange, bis der Frischwasservorrat im Wasserbehälter 1 aufgebraucht oder die Heizung 3 abgekühlt ist, und führt im Ergebnis zu einem pulsierenden Austreten von Wasserdampf durch das zweite Ventil 5.
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Das zweite Ventil 5 verbindet den Dampfkessel 4 mit einer Schäumkammer 6, die vorzugsweise eine Venturi-Düse aufweist, also ein im Wesentlichen glattwandiges Rohrstück mit einer Verengung des Querschnitts, welches an einem Ende mit dem Dampfkessel 4 verbunden ist. Die Verengung mag dabei etwa durch zwei gegeneinander gerichtete Konen gebildet sein, die im Bereich ihres geringsten Durchmessers vereint sind. In die Schäumkammer 6 kann ein mit der Milchzufuhr 8 verbundenes Abnahmerohr einmünden. Durch diese Konfiguration der Schäumkammer 6 stellt sich innerhalb selbiger eine spezifische Druckverteilung ein, wenn durch das zweite Ventil 5 aus dem Dampfkessel 4 entweichender Dampf die Düse durchströmt. Gemäß dem in der Strömungslehre bekannten Venturi-Prinzip bewirkt diese einen Sog auf die Milchzufuhr 8 in Richtung der Schäumkammer 6. Durch die Milchzufuhr 8 nachströmende Milch wird auf diese Weise durch den die Schäumkammer 6 durchströmenden Wasserdampf mitgerissen und zugleich von diesem erwärmt.
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Um ein funktionsgemäßes Aufschäumen der die Schäumkammer 6 durchströmenden Milch zu erreichen, umfasst der Milchaufschäumer 10 in einer vorteilhaften Ausführungsform neben der Milchzufuhr 8 eine in 1 und 2 nicht dargestellte Luftzufuhr, die vorzugsweise durch einen Benutzer des Milchaufschäumers 10 in Abhängigkeit von Temperatur und Fettgehalt der zugeführten Milch geregelt werden kann. Ein zu diesem Zweck geeigneter Kunststoffaufsatz ist im Bereich der Kaffeevollautomaten als Cappuccinatore bekannt.
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Zur Zuführung der vom Verdampfer 9 – insbesondere von der Heizung 3 zum Beheizen des Dampfkessels 4 – benötigten elektrischen Energie weist der Milchaufschäumer 10 einen in 2 gezeigten Elektroanschluss 7 in Form eines Steckverbinders auf. Dieser hat vorliegend die Form eines Einbausteckers, der fest mit einem Gerätegehäuse des Milchaufschäumers 10 verbaut ist. Als solcher ist der Einbaustecker dazu geeignet, mit einem weiblichen Gegenstück, insbesondere einer Buchse, eine Steckverbindung einzugehen. Eine solche Buchse könnte ein nicht in 1 und 2 gezeigter Kaffeevollautomat aufweisen, der bei Herstellung der Steckverbindung mittels innerhalb der Steckverbinder verlaufender Leitungen den Milchaufschäumer 10 mit Strom versorgen würde.
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Die beschriebene Steckverbindung ließe sich – bei geeigneter Konfiguration der Steckverbinder an Milchaufschäumer 10 und Kaffeevollautomat – durch einen Benutzer mittels Druck auf den Milchaufschäumer 10 in Richtung des Kaffeevollautomaten herbeiführen, sofern beide Geräte in einer vorgegebenen relativen Anordnung positioniert und ausgerichtet sind. In entsprechender Weise kann ein geeignetes Federsystem eines der beiden Steckverbinder eine einfache mechanische Trennung der Steckverbindung erlauben, wenn der Benutzer den Milchaufschäumer 10 erneut in Richtung des Kaffeevollautomaten drückt. Bekannte derartige Mechanismen finden Anwendung im Bereich der Schreibgeräte, um etwa mittels eines Tasters die Mine eines Kugelschreibers während dessen Nichtbenutzung in ihr Gehäuse zurückzuführen.
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Eine konstruktiv vorteilhafte Ausführungsform verzichtet dabei auf zusätzliche Bedienelemente des Milchaufschäumers 10, indem allein das Herstellen und Trennen der Steckverbindung den Milchaufschäumer 10 in oder außer Betrieb zu setzen vermag.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wasserbehälter
- 2
- Erstes Ventil
- 3
- Heizung
- 4
- Dampfkessel
- 5
- Zweites Ventil
- 6
- Schäumkammer
- 7
- Elektroanschluss
- 8
- Milchzufuhr
- 9
- Verdampfer
- 10
- Milchaufschäumer
