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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufschäumen einer Flüssigkeit, im Wesentlichen bestehend aus einem Behälter, einem auf den Behälter aufsetzbaren Deckel, einer in einer Durchführung im Deckel gelagerten Betätigungsstange, wobei die Durchführung ein Innengewinde und die Betätigungsstange ein Außengewinde aufweist, so dass bei vertikaler Verschiebung der Betätigungsstange diese auch eine Drehbewegung vollzieht, und mindestens einem am behälterseitigen Ende der Betätigungsstange angeordneten scheibenförmigen, im Behälter geführten Mischelement, welches ein schaumerzeugendes Sieb umfasst, wobei das Mischelement einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist, wobei der erste Bereich ausgehend von einer ersten Verformungsachse einen nach oben gebogenen Verlauf und der zweite Bereich ausgehend von einer zweiten Verformungsachse einen diesem entgegengesetzten nach unten gebogenen Verlauf aufweist und die Verformungsachsen sich im Mittelpunkt des Mischelementes schneiden.
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Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der
WO 2008/028308 A1 in Kombination mit der
US 474117 A oder der
US 579668 A weitgehend bekannt.
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Solche Vorrichtungen können beispielsweise zum Aufschäumen von in den Behälter gefüllter Milch, Sojamilch, Sahne oder ähnlichen Flüssigkeiten verwendet werden. Hierfür wird eine als Gewindestange ausgebildete Betätigungsstange vertikal verschoben. Neben der vertikalen Bewegung führt diese durch das Zusammenwirken mit dem sich im Deckel befindlichen Innengewinde auch eine radiale Bewegung durch. Das am Ende der Betätigungsstange angeordnete und im Behälter geführte kolbenartige Mischelement macht daher sowohl eine vertikale als auch eine Drehbewegung durch die Flüssigkeit.
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Mittels der Bewegung des Mischelementes durch die Flüssigkeit wird diese mit Luft vermischt und es kommt zu einer Schaumbildung. Das aus dem Stand der Technik bekannte kolbenartige Mischelement weist zwei zueinander beabstandete plane Scheiben mit Durchlässen auf, zwischen denen ein Sieb und eine ringförmige Wendelfeder angeordnet sind.
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Nachteilig an dem bekannten Stand der Technik ist unter anderem der komplexe, schwer zu reinigende und teure Aufbau des kolbenartigen Mischelementes aus mehreren Bauteilen. Außerdem wird die Stärke der Schaumbildung als verbesserungswürdig angesehen.
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In der
US 5580169 A ist eine Vorrichtung zum Aufschäumen von Milch gezeigt, wobei die Milch durch wiederholte Auf- und Abwärtsbewegung einer Betätigungsstange infolge von Lufteinschluss im Inneren der Milch emulgiert.
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Im gattungsfremden Stand der Technik, wie beispielsweise in der
US 3137228 A , ist eine Kaffeeaufbereitungsvorrichtung offenbart, in welche heißes Wasser und zusammen mit losem Kaffeepulver eingefüllt wird. Das Kaffeepulver kann je nach individueller Brauzeit und Kaffeestärke mittels einer siebartigen Vorrichtung in Richtung des Bodens der Kaffeeaufbereitungsvorrichtung gedrückt werden, sodass der hergestellte Kaffee ohne das lose Kaffeepulver in ein Gefäß zum Trinken überführt werden kann. Die siebartige Vorrichtung hält das lose Kaffeepulver - den Kaffeesatz - zusammenpresst zwischen Sieb und Kaffeeaufbereitungsvorrichtungsboden fest. Diese Kaffeeaufbereitungsvorrichtung offenbart allerdings keine Vorrichtung zum Aufschäumen von Flüssigkeiten.
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Der Erfindung liegt somit gemäß des erstgenannten Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, eine neue Vorrichtung zum Aufschäumen einer Flüssigkeit bereitzustellen, bei der mit einem einfachen und kostengünstigen Aufbau der Vorrichtung eine bessere Durchmischung und Schaumerzeugung der Flüssigkeit möglich ist.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Aufschäumen einer Flüssigkeit mit den Merkmalen des Anspruchs 1, im Wesentlichen bestehend aus einem Behälter, einem auf den Behälter aufsetzbaren Deckel, einer in einer Durchführung im Deckel gelagerten Betätigungsstange, wobei die Durchführung ein Innengewinde und die Betätigungsstange ein Außengewinde aufweist, so dass bei vertikaler Verschiebung der Betätigungsstange diese auch eine Drehbewegung vollzieht, und mindestens einem am behälterseitigen Ende der Betätigungsstange angeordneten scheibenförmigen, im Behälter geführten Mischelement, welches ein schaumerzeugendes Sieb umfasst, wobei das Mischelement einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist, wobei der erste Bereich ausgehend von einer ersten Verformungsachse einen nach oben gebogenen Verlauf und der zweite Bereich ausgehend von einer zweiten Verformungsachse einen diesem entgegengesetzten nach unten gebogenen Verlauf aufweist und die Verformungsachsen sich im Mittelpunkt des Mischelementes schneiden, wobei am behälterseitigen Ende der Betätigungsstange ein oberes und ein unteres Mischelement in einem gleichbleibenden Abstand zueinander angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen den Mischelementen so bemessen ist, dass der niedrigste Punkt des Randes des oberen Mischelements mit dem höchsten Punkt des Randes des unteren Mischelements in einer Ebene liegt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet den Vorteil, dass der gebogene Verlauf des Mischelements seine mit der Flüssigkeit beim Aufschäumen in Kontakt tretende Oberfläche vergrößert. Das Mischelement verbindet durch seine geschwungene Form Eigenschaften eines Propellers und eines herkömmlichen planen Mischelementes und hat daher sowohl bei Dreh- als auch bei vertikaler Bewegung für eine Schaumbildung vorteilhafte Strömungseigenschaften. Die vorteilhaften Strömungseigenschaften zeichnen sich dabei durch Vergrößerung des Strömungswiderstandes des Mischelementes aus, wodurch mehr Energie vom Mischelement auf die Flüssigkeit übertragen werden kann. Dies führt zur verbesserten Durchmischung der Flüssigkeit mit Luft und damit zu einem besseren Ergebnis des Aufschäumens. Die bei der vertikalen Bewegung und der Drehbewegung des Mischelementes in der Flüssigkeit auftretenden großen Schaumbläschen werden durch das Sieb zerteilt und der entstehende Schaum dadurch homogenisiert.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, dass der Abstand zwischen den Mischelementen so bemessen ist, dass der niedrigste Punkt des Randes des oberen Mischelementes mit dem höchsten Punkt des Randes des unteren Mischelementes in einer Ebene liegt. Bei einer Drehung der Mischelemente wird so von ihnen immer der gesamte Zwischenraum durchstreift. Dadurch kann ein Totraum zwischen den Mischelementen vermieden und der für das Aufschäumen vorteilhafte Strömungswiderstand weiter erhöht werden.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufschäumen einer Flüssigkeit ist, dass die Vorrichtung durch den einfachen Aufbau des Mischelementes kostengünstig hergestellt werden kann.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich der erste Bereich zumindest teilweise oberhalb einer Befestigungsebene des Mischelementes und der zweite Bereich zumindest teilweise unterhalb der Befestigungsebene. Die Befestigungsebene geht dabei von dem Mittelpunkt des Mischelementes aus und erstreckt sich im rechten Winkel zu der Betätigungsstange. Hierdurch ist das Mischelement sattelförmig gestaltet, was die Strömungseigenschaften des Mischelementes zusätzlich verbessert.
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Eine weitere Verbesserung der Durchmischung kann dadurch erreicht werden, dass sich die erste Verformungsachse und die zweite Verformungsachse in einem Winkel von 90° schneiden und die nach oben und nach unten gebogenen Bereiche gleichgroße Flächen aufweisen. Hierdurch sind alle Bereiche des Mischelementes symmetrisch aufgebaut und eine möglichst gleichmäßige Durchmischung ist gegeben.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Mischelement zur Stabilisierung seiner Form am äußeren umlaufenden Rand einen Außenrahmen und zu seinem Mittelpunkt hin einen Innenrahmen auf, wobei sich vom Außenrahmen zum Innenrahmen hin gleichmäßig verteilte speichenartige Streben erstrecken. Durch diesen Rahmen kann z. B. ein aus Drahtgeflecht gestaltetes Sieb in der gewünschten Form fixiert werden. Besonders bevorzugt ist, wenn der Außenrahmen, der Innenrahmen und die sich zwischen diesen erstreckenden Streben als Kunststoffumspritzung, z. B. aus Polyethylen, ausgebildet sind. Hierdurch ist eine einfache und kostengünstige Herstellung des Mischelementes gegeben.
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Das Mischelement kann in einer bevorzugten Ausführungsform lösbar an der Befestigungsstange angeordnet sein. Dies bietet den Vorteil, dass das Mischelement leicht demontiert werden kann, beispielsweise für eine Reinigung.
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Für die lösbare Befestigung kann es bevorzugt sein, wenn die Betätigungsstange am freien Ende als Vierkantprofil ausgebildet ist, auf welches das Mischelement formschlüssig aufschiebbar ist, wobei das Vierkantprofil ein Innengewinde aufweist, in welches ein das Mischelement schützendes Widerlager einschraubbar ist. Hierdurch ist die einfache und leichte Anbringung des Mischelementes gegeben. Besonders bevorzugt weist das Vierkantprofil an seinem oberen Rand einen Flansch auf, so dass zwischen Flansch und Widerlager das Mischelement sicher gelagert ist.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung des nachfolgenden Ausführungsbeispiels.
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Es zeigen:
- 1 perspektivische Seitenansicht auf eine Vorrichtung zum Aufschäumen einer Flüssigkeit,
- 2a Draufsicht auf ein Mischelement der Vorrichtung gemäß 1,
- 2b Seitenansicht des Mischelements gemäß Ansichtspfeil IIb aus 2a,
- 2c Seitenansicht auf das Mischelement gemäß Ansichtspfeil IIc in 2a und 2b,
- 3 Explosionszeichnung der Vorrichtung zum Aufschäumen einer Flüssigkeit gemäß 1,
- 4 Querschnitt durch die Vorrichtung zum Aufschäumen einer Flüssigkeit gemäß Schnitt IV-IV in 3,
- 5 perspektivische Seitenansicht auf die Vorrichtung zum Aufschäumen einer Flüssigkeit gemäß 1 mit vertikal verschobener Betätigungsstange,
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Im Folgenden wird eine Vorrichtung zum Aufschäumen einer Flüssigkeit, kurz Milchaufschäumer, insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 beziffert.
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In 1 ist der Milchaufschäumer 10 in einer perspektivischen Seitenansicht gezeigt. Der Milchaufschäumer 10 besteht im Wesentlichen aus einem zylindrischen Behälter 11. Dieser ist für seinen sicheren Stand auf einem rutschfesten Fuß 19 angeordnet und an seinem oberen Rand 34 mit einer Ausgussöffnung 29 versehen. Auf den Behälter 11 ist ein Deckel 12 mit einem umlaufenden, dichtenden Deckelrand 24 aufsetzbar, dessen Öffnung 28 für ein Servieren von Milchschaum mit der Ausgussöffnung fluchtet.
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Durch eine Durchführung 13 des Deckels 12 ist eine Betätigungsstange 14 geführt, welche mit ihrem Außengewinde 15 in das in der 5 dargestellte Innengewinde 23 eingreift. An ihrem oberen Ende weist die Betätigungsstange 14 einen drehbar um die Achse der Betätigungsstange 14 angeordneten Handgriff 18 auf. Wird an dem Handgriff 18 gezogen, so kommt es nicht nur zu einer vertikalen Verschiebung z der Betätigungsstange 14 sondern auch mittels des Zusammenwirkens des Außengewindes 15 mit dem Innengewinde 23 zu einer entsprechenden Drehbewegung r.
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Am behälterseitigen Ende der Betätigungsstange 14 sind mit einem gleichbleibenden Abstand zueinander zwei scheibenförmige Mischelemente 16 angeordnet. Diese Mischelemente umfassen jeweils ein schaumerzeugendes Sieb 17.
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In den 2a-c ist eines dieser Mischelemente 16 im Detail gezeichnet. Es umfasst am äußeren umlaufenden Rand 20 einen Außenrahmen 30 und zu seinem Mittelpunkt M hin einen Innenrahmen 31. Zwischen dem Außenrahmen 30 und dem Innenrahmen 31 verlaufen vier innere Streben 21 entlang der Verformungsachsen a, b. Die Rahmen 30 und 31 und die Streben 21 sind als Kunststoffumspritzungen am Sieb 17 angeordnet. Zentral am Mischelement 16 befindet sich zu dessen Montage und stabilen Positionierung an der Betätigungsstange 14 (siehe 3) ein eine Vierkantaufnahme 22 aufweisendes rohrförmiges Ansatzstück 32, welches mit dem Innenrahmen stoffschlüssig verbunden ist.
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In den Seitenansichten der 2b gemäß Ansichtspfeil IIb und der 2c gemäß Ansichtspfeil IIc in der 2a ist zusehen, dass die Form des Mischelementes 16 durch einen ersten Bereich A, A' und einen zweiten Bereich B, B' bedingt ist, wobei der erste Bereich A, A' ausgehend von einer ersten Verformungsachse a einen nach oben gebogenen Verlauf zeigt und der zweite Bereich B, B' ausgehend von einer zweiten Verformungsachse b einen diesem entgegengesetzten, nach unten gebogenen Verlauf aufweist.
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Die Verformungsachsen a, b geben bei dem Mischelement 16 die Richtungen vor, in denen dieses jeweils seine größte Krümmung aufweist.
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Die Verformungsachsen a und b schneiden sich wie in den 2a und 2c gezeigt im Mittelpunkt M des Mischelementes 16 in einem Winkel von 90°. Die beiden Bereiche A, A', B, B' weisen gleichgroße Flächen auf. Ausgehend von einer Befestigungsebene E, welche von dem Mittelpunkt M des Mischelementes 16 ausgeht und im Montagezustand im rechten Winkel zu der Betätigungsstange 14 steht, erstrecken sich die beiden Bereiche A, A', B, B' zum einen oberhalb und zum anderen unterhalb der Befestigungsebene E. Durch ihren gebogenen Verlauf liegen die Bereiche A, A', B, B' des scheibenförmigen Mischelements 16 daher nicht plan in der Befestigungsebene E und sind sattelförmig ausgestaltet.
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In der 3 ist der Milchaufschäumer 10 in einer Explosionszeichnung gezeigt. Hier ist zu sehen, wie die beiden Mischelemente 16 mit ihren Vierkantaufnahmen 22 auf ein am freien Ende der Betätigungsstange 14 stoffschlüssig angeordnetes Vierkantprofil 25 aufschiebbar sind. Das Vierkantprofil 25 weist an seinem oberen Ende einen Flansch 27 und am freien Ende ein Innengewinde 33 auf (siehe 4). In das Innengewinde 33 ist ein die Mischelemente 16 stützendes Widerlager 26 einschraubbar. Im montierten Zustand sind daher die beiden Mischelemente 16 zwischen dem Flansch 27 am oberen Ende des Vierkantprofils 25 und dem Widerlager 26 verspannt.
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Für das Aufschäumen einer Flüssigkeit, bevorzugt Milch, in einem solchen Milchaufschäumer 10 wird die Milch zunächst in den Behälter 11 gefüllt, bis zu ungefähr einem Drittel seines Volumens.
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Darauf folgend wird der Deckel 12 so auf den Behälter 11 gesetzt, dass die Öffnung 28 des Deckelrandes 24 nicht mit der Ausgussöffnung 29 fluchtet. Hierdurch wird eine Verschmutzung der Bedienperson oder der Umgebung durch beim Aufschäumen spritzende Milch verhindert.
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Bei Betätigung des Handgriffs 18 in vertikaler Richtung z kommt es zu einer Drehbewegung r der in das Innengewinde 23 der Durchführung 13 mit ihrem Außengewinde 15 eingreifenden Betätigungsstange 14 (siehe 5). Die Mischelemente 16 durchstreifen dabei die im Behälter 11 angeordnete Milch. Die sattelförmig gebogenen Mischelemente 16 bieten durch ihre geschwungene Form einen relativ großen Strömungswiderstand. Hierdurch wird mehr Bewegungsenergie von den Mischelementen 16 auf die Milch übertragen. Dies führt zur verbesserten Durchmischung der Flüssigkeit im Behälter 11 mit Luft und damit zu einem besseren Ergebnis des Aufschäumens. Die bei der vertikalen Bewegung z und der Drehbewegung r der Mischelemente 16 in der Flüssigkeit auftretenden großen Schaumbläschen werden durch das Sieb 17 zerteilt und der entstehende Schaum homogenisiert.
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Außerdem ist der Abstand zwischen den Mischelementen 16 so bemessen, dass der niedrigste Punkt des Randes 20 des oberen Mischelements 16 mit dem höchsten Punkt des Randes 20 des unteren Mischelements 16 in einer Ebene liegt, wodurch die Mischelemente 16 bei einer Drehung immer ihren gesamten Zwischenraum durchstreifen Dies vermeidet einen Totraum zwischen den Mischelementen 16 und erhöht den für das Aufschäumen vorteilhaften Strömungswiderstand.
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Durch mehrfache Auf- und Abbewegung der Betätigungsstange 14 und dadurch Beschleunigung der der Mischelemente 16 in die entsprechenden Richtungen, kommt es zur Schaumbildung, wobei eine schnell hintereinander ausgeführte Auf- und Abbewegung der Mischelemente 16 zu dem besten Ergebnis der Aufschäumung führt. Nach Aufschäumen der Milch, kann für eine Portionierung des dabei entstandenen Milchschaumes der Deckel 12 so positioniert werden, dass die Ausgussöffnung 29 mit der Öffnung 28 des Deckelrandes 24 in einer Flucht steht und der Milchschaum ausgegossen werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Milchaufschäumer, Vorrichtung
- 11
- Behälter
- 12
- Deckel
- 13
- Durchführung des Deckels 12
- 14
- Betätigungsstange
- 15
- Außengewinde der Betätigungsstange 14
- 16
- Mischelement
- 17
- Sieb
- 18
- Handgriff
- 19
- Fuß
- 20
- äußerer Rand
- 21
- innere Streben
- 22
- Vierkantaufnahme
- 23
- Innengewinde der Durchführung 13
- 24
- Deckelrand
- 25
- Vierkantprofil
- 26
- Widerlager
- 27
- Flansch
- 28
- Öffnung des Deckelrandes 24
- 29
- Ausgussöffnung
- 30
- Außenrahmen
- 31
- Innenrahmen
- 32
- Ansatzstück
- 33
- Innengewinde des Vierkantprofils 25
- 34
- Rand des Behälters 11
- M
- Mittelpunkt des Mischelementes 16
- A,A', B,B'
- Bereiche des Mischelementes 16
- a, b
- Verformungsachsen
- z
- vertikale Verschiebung
- r
- Drehbewegung
- E
- Befestigungsebene
