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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zur Zubereitung
eines Schaums aus einer Nahrungsmittelflüssigkeit, wie
Milch. Das Gerät ist zur Verwendung im Rahmen der Herstellung
von Getränken, wie beispielsweise Cappuccino, Milchkaffee,
Cafe latte und macchiato, heißer Schokolade und anderer
heißer Spezialgetränke vorgesehen.
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Spezialgetränke,
bei denen wenigstens ein Teil aus einem Schaum besteht, kommen groß in
Mode. Das meist bekannte Getränk dieser Art ist ein Kaffee
der Cappuccino-Art. Er umfasst einen Flüssigkeitsteil,
der aus Kaffee besteht, der durch eine Schicht aus aufgeschäumter
Milch abgedeckt ist, welche aufgrund ihrer geringen Dichte auf der
Oberfläche der Flüssigkeit aufschwimmt. Im Allgemeinen bedarf
dessen Herstellung Zeit, händischer Arbeitsvorgänge
und Reinigung.
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Die üblichste
Weise der Herstellung eines milchbasierten Schaums, ist das Gießen
der gewünschten Menge an Milch in das Gefäß,
das Eintauchen eines Dampfauslassrohrs einer Kaffeemaschine in das
Gefäß, ein Auf- und Abrühren, um die
Luft einzubringen, die zur Bildung des Schaums benötigt wird.
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Ein
erster Nachteil dieses Verfahrens ist, dass es erforderlich ist,
dass man eine Kaffeemaschine hat, welche mit einem Dampfauslass
ausgerüstet ist, was nicht bei allen Maschinen der Fall
ist.
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Ein
anderer Nachteil beruht auf der Tatsache, dass es im Allgemeinen
nicht möglich ist, den Schaum gleichzeitig mit dem Kaffee
herzustellen, sofern nicht eine komplexe und teure Maschine mit
zwei getrennten Flüssigkeitskreisläufen, einer
zur Extraktion des Kaffees und ein anderer zur Herstellung des Dampfes,
vorhanden ist.
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Ein
weiterer Nachteil, der mit der Verwendung von Kaffeemaschinen mit
einem Dampfauslass verbunden ist, ergibt sich aus der Tatsache,
dass das System zur Erhitzung des Wasser in diesen Maschinen, in
den meisten Fällen ein Thermoblock, fortlaufend eingeschaltet
bleiben muss, um den Dampf, ohne warten zu müssen, zu erzeugen.
Diese Maschinen verbrauchen daher eine gehörige Menge an
Energie, was deren Verwendung nicht sehr ökonomisch macht.
Es muss auch angemerkt werden, dass in den Dampfrohren bald Kesselstein
bzw. Kalk gebildet wird, wenn das verwendete Wasser hartes Wasser ist,
und es bedarf einer regelmäßigen Wartung, um die
Dampfrohre in gutem Zustand zu halten.
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Ein
anderer Nachteil dieser Art von Maschine erwächst aus der
Tatsache, dass die Qualität des Schaums vom Geschick des
Verwenders abhängig ist, was bedeutet, dass diese Maschinen
es nicht gestatten, dass der erhaltene Schaum reproduzierbare Eigenschaften
und gleichmäßige Qualität aufweist.
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Ein
anderer Nachteil beruht auf der Tatsache, dass die Rohre, die in
Berührung mit der Milch stehen, schwierig und nicht besonders
praktisch zu reinigen sind.
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Es
gibt auch mechanische Rührgeräte, welche für
gewöhnlich für den Hausgebrauch bestimmt sind,
zum Schaumaufschlagen von mehr oder weniger viskosen Nahrungsmittelprodukten,
wie Eiern, Eis, Säften oder Ähnlichem. Das Problem
mit diesen Geräten ist, dass sie schlecht für
die Erzeugung von Schaum aus milchbasierten Flüssigkeiten
für die Herstellung eines Getränks geeignet sind.
Ein Nachteil ergibt sich zum Beispiel aus der Tatsache, dass diese
Geräte eine Flüssigkeit oder einen Brei im kalten
Zustand rühren, was deren mögliche Verwendung
erheblich einschränkt. Zudem schäumt Milch nicht
besonders, wenn sie kalt ist oder Umgebungstemperatur hat.
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Ein
weiterer Nachteil ist der Tatsache zuzuschreiben, dass diese Geräte
schlecht geeignet für das Aufschäumen mikrobiologisch
empfindlicher Flüssigkeiten wie Milch sind. Eine regelmäßige
Reinigung des Behälters des Geräts muss geplant
werden, um feste Nahrungsmittelreste zu entfernen. Des Weiteren
besteht beim Erhitzen von Milch die Tendenz, dass der Umfang zunimmt,
in dem gekochte oder gebrannte Proteine auf den Oberflächen
abgelagert werden oder daran haften. Die existierenden Geräte
sind zum größten Teil nicht gut geeignet, die Verkrustung
der festen Reste zu verringern, was das Reinigen schwierig macht.
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Diese
Geräte weisen ebenso einen Rühr- und Antriebsmechanismus
auf, welcher fest ist und in den Behälter eindringt. Dies
schafft diverse Nachteile: die Zeit fürs Entfernen/Umrüsten
ist nicht zu vernachlässigen. Es besteht bei ihnen zudem
die Tendenz, dass sie schneller schmutzig werden. Außerdem
verursachen die Geräte zusätzliche Kosten aufgrund
der Vielfalt ihrer Komponenten und die Rührmittel sind
schwierig zu reinigen.
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Ein
anderer Nachteil dieser Geräte entspringt der Tatsache,
dass das Aufschäumen dieser Geräte nicht optimal
aus Gründen ist, die in Zusammenhang mit der Anordnung
der Rührmittel stehen. Einige Geräte weisen Rührmittel
auf, die in der Mitte des Behälters angeordnet sind. Solch
eine Anordnung ist nicht sehr effizient bei der schnellen Umwandlung
eines Volumens aus milchbasierter Flüssigkeit in einen
prächtigen Schaum.
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Andere
Geräte weisen diverse Rührer auf, welche im Allgemeinen
mechanisch sind und Getriebe aufweisen, um die Rotation der Rührer
zu koordinieren. Ein derartiges System ist intrusiv und demzufolge
als weniger hygienisch anzusehen. Zudem wird die Anzahl der Teile
erhöht, wodurch das Reinigen erschwert wird.
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Das
Patent
US 6 318 247 betrifft
ein Gerät zur Herstellung heißer Getränke
oder Nahrungsmitteln mit Rühren, wie heißer Schokolade
zum Beispiel. Das Gerät umfasst ein System zum Antreiben
eines Rührers der auf der Magnetwirkung beruhenden Art. Dies
hat jedoch einige Nachteile. Zuerst wird in solch einem Gerät
die Flüssigkeit oder der Schaum koaxial bezogen auf die
Mittelachse des Behälters gerührt, und dies bewirkt
eine Zirkulation, bei welcher einige Schichten der Flüssigkeit
oder des Schaums, insbesondere die peripheren Schichten nicht so
gründlich gerührt werden, wie andere, insbesondere
die Schichten in der Nähe der Mitte, aufgrund der Zentrifugalwirkung,
die durch den Rührer verursacht wird. Solch eine Zirkulation
ist nicht geeignet, einen Schaum ausreichender Qualität
zu erzeugen oder die Zeit zu verringern, die benötigt wird,
diesen Schaum zu produzieren. Des Weiteren ist der Aufbau des Geräts
nicht hygienisch für die Behandlung einer milchbasierten
Flüssigkeit und das Reinigen ist in keiner Weise leichter
bei einem solchen Aufbau.
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Andere
Vorrichtungen zum Rühren von Nahrungsmittelprodukten, welche
mehr oder weniger dieselben Nachteile haben, sind in den Patentdokumenten
WO 2004/043213 A1 oder
DE 196 24 648 A1 beschrieben.
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Andere
Rührsysteme der Art mit magnetischer Wechselwirkung sind
in den Dokumenten
US 2 932 493 ,
DE 1 131 372 ,
US 4 537 332 und
US 6 712 497 beschrieben, aber keine
dieser stellt Lösungen bereit, die sich für die
Herstellung eines Qualitätsschaums in kurzer Zeit und auf
hygienischer Weise eignen.
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Das
Gebrauchsmuster
DE 8915094 beschreibt
einen gekühlten Topf zur Abgabe eines milchbasierten Getränks.
Der Topf umfasst Kühlmittel und Zwangskonvektionsmittel
in der Form eines magnetischen Rotors. Solch eine Vorrichtung ist
nicht geeignet für die Konvertierung einer Flüssigkeit
in einen Schaum, sondern hält einfach die Flüssigkeit gleichmäßig
auf Kühltemperatur zur Konservierung.
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Das
Patent
US 3 356 349 betrifft
eine Rührvorrichtung, welche einen beheizten Behälter,
magnetische, unter dem Behälter angeordnete Antriebsmittel
für den Antrieb einer Nabe, die in der Mitte des Behälters
angeordnet ist, umfasst. Die Nabe steht in Zusammenhang mit einem
Rührelement, welches sich versetzt bezüglich der
Nabe befindet, wobei eine oszillierende Bewegung des Elements bewirkt
wird. Solche ein Rührprinzip kann einen Verlust an magnetischer
Kopplung aufgrund des hohen Trägheitsmoments durch die
versetzte Anordnung des Rührmittels bezüglich
der Drehachse des Antriebsmittels bewirken. Dieses Problem verstärkt
sich mit zunehmender Geschwindigkeit. Solch ein Rührgerät
kann daher bei dem Rühren bestimmter Flüssigkeiten
oder anderer Substanzen bei niedrigen Geschwindigkeiten funktionieren,
aber kann sich als schlecht geeignet bei der Umwandlung von Flüssigkeiten
in Schaum bei ausreichend hoher Geschwindigkeit erweisen. In der
Tat erwähnt das Dokument nicht die Umwandlung einer Flüssigkeit
in einen Schaum unter Verwendung dieser Vorrichtung.
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Es
ist daher eine Hauptaufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes
der Technik zu minimieren, indem ein Gerät vorgeschlagen
wird, dass besser geeignet für die Zubereitung eines Schaums aus
einer milchbasierten Nahrungsmittelflüssigkeit, insbesondere
für die Zubereitung eines Getränks, ist.
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Gerät bereitzustellen,
welches eine hygienischere Ausgestaltung aufweist, leichter gereinigt
werden kann und einfach zu verwenden ist.
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Eine
andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät bereitzustellen,
dass einen Schaum mit reproduzierbaren Eigenschaften und Qualitäten
in der kürzest möglichen Zubereitungszeit zubereitet.
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Eine
andere Aufgabe der Erfindung ist die Vereinfachung des Zubereitungsverfahrens
durch Beschränkung des Umfangs des Nutzereingriffs.
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Eine
andere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Geräts,
das ökonomisch zu verwenden ist.
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Zu
diesem Ziel betrifft die Erfindung ein Gerät für
die Schaumzubereitung aus einer milchbasierten Flüssigkeit,
aufweisend:
einen Behälter zur Aufnahme der aufzuschäumenden
Flüssigkeit, wobei in der Flüssigkeit
ein
drehbarer Rührer angeordnet ist,
einen mit dem Behälter
verbundenen Ständer;
Mittel für den Antrieb
des Rührers, wobei das Gerät ferner elektrische
Energieversorgungsmittel für die elektrische Energieversorgung
der Antriebsmittel umfasst.
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Eine
Vorteil des Geräts ist, dass die Antriebsmittel und der
Rührer derart ausgestaltet sind, dass der Rührer
durch eine magnetische Antriebswirkung durch die Antriebsmittel
ohne ein mechanisches Verbindungselement, das über die
Wand eindringt, angetrieben wird.
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Es
ist beabsichtigt, dass das erfindungsgemäße Gerät
eine Nahrungsmittelflüssigkeit aufnimmt und verarbeitet,
welche sich leicht auf den Wänden des Behälters,
insbesondere bei Erhitzung, absetzt und so das angestrebte System
für den Antrieb des Rührers nicht-intrusiv ist
und daher hygienischer und einfacher ist.
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Zudem
ist ein Störmittel vorgesehen ist, um eine symmetrische
Flüssigkeitszirkulation, welche mehr oder weniger koaxial
um die vertikale Mittelachse des Behälters ausgebildet
ist, zu unterbrechen oder zu verhindern. Dies gewährleistet,
dass die Zirkulation der Flüssigkeit in dem Behälter
in ausreichendem Maße gestört ist, was somit die
Zeit, die zur Zubereitung des Schaums benötigt wird, verringert und
ein höheres Verhältnis von Schaum und Flüssigkeit
erzeugt. Eine Ausgestaltung wie diese macht es möglich,
Ergebnisse unter Verwendung des nicht-intrusiven Systems der Erfindung
zu erhalten, und das mit nur einem Rührer, was somit das
Gerät erheblich vereinfacht und dessen Kosten reduziert.
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Bevorzugt
sind Heizmittel in Verbindung mit dem Behälter angeordnet,
um die Flüssigkeit in dem Behälter zu erhitzen.
Heizmittel gestatten das gleichzeitige Erhitzen der Flüssigkeit
und des Schaums während der Zubereitung des Schaums.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung umfasst das Gerät
ein Antriebsmittel, das wenigstens ein Magnetfeld erzeugt, das sich
versetzt zur vertikalen Mittelachse des Behälters befindet.
Ein versetztes Magnetfeld, wie dieses, wirkt als ein Störmittel
durch den vom Mittelpunkt des Behälters versetzten Antrieb
des Rührers. Somit werden im Ergebnis der versetzten Position
des Rührers die Schichten, die sich koaxial zur Achse des
Flüssigkeits-, Schaum- oder Flüssigkeits-/Schaumrührer
befinden, durch eine Zentrifugalwirkung in einer asymmetrischen
Ausgestaltung gerührt.
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Solch
ein Mittel ist nicht-intrusiv, was bedeutet, dass kein Übertragungselement
durch den Behälter benötigt wird, um das Antriebsmittel
mit dem Rührer zu verbinden oder den Rührer mit
dem Behälter zu verbinden oder diesbezüglich zu
führen, was das Gerät hygienischer und einfacher
zu reinigen macht.
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Bevorzugt
ist ein Rührerpositionierelement so ausgestaltet, dass
es den Rührer, der in Eingriff mit dem Antriebsmittel steht,
entlang einer Drehachse anordnet, die sich versetzt zur vertikalen
Mittelachse des Behälters befindet, so dass der Rührer, wenn
er in Drehung versetzt wird, eine nicht koaxiale Zirkulation der
Flüssigkeit bezüglich der vertikalen Mittelachse
erzeugt. Das Positionierelement gewährleistet dabei, dass
sich der Rührer korrekt örtlich an der Stelle
am so vorgegebenen magnetischen Feld befindet. Es verhindert, dass
der Rührer das Feld vor, während oder nach dem
Rührvorgang verlässt. Es gibt dem Benutzer die
Position des Rührers auf einfache Weise an und macht kein
spezielles Entfernen/Umsetzen davon erforderlich. Des Weiteren hält, wenn
der Inhalt des Behälters ausgegossen wird, die magnetische
Wirkung, die zwischen dem Rührer und dem Antriebsmittel
hervorgerufen wird, den Rührer an Ort und Stelle im Behälter.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist das Positionierelement
eine Erhebung, die in der Oberfläche des Behälters
ausgebildet ist und weist wenigstens eine Gestalt auf, die mehr
oder weniger komplementär zum Rührer ist. Der
Rührer kann somit in die Erhebung oder die Ausnehmung eingreifen.
Ein ausreichendes Spiel kann vorgesehen sein, um den Drehantrieb
des Rührers ohne übermäßige
Reibung zu gestatten. In einer Alternative können Oberflächen,
die aus Materialien mit geringem Reibungskoeffizienten hergestellt
sind, vorgesehen sein.
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Somit
wird der Rührer einfach durch einfaches Eingreifen der
Formen ohne das Erfordernis eines speziellen Werkzeugs angeordnet.
Der Rührer kann frei sein oder durch Verbindungsmittel,
bevorzugt Schnellverbindungsmittel, verbunden sein.
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Das
Erhebung oder die Ausnehmung und der Boden des Behälters
bilden zusammen eine einstückige Wand. Somit besteht nicht
die Notwendigkeit von Dichtelementen Gebrauch zu machen, wodurch
die Komplexität verringert wird und das Gerät hygienischer
wird. Als Boden des Behälters wird die gesamte Oberfläche
im bodenseitigen Teil des Behälters bezeichnet, welche
mehr oder weniger die gesamte Breite des Behälters in diesem
Teil bildet.
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Die
Erhebung kann beispielsweise in der Wand des Behälters
als eine nach innen gerichtete Delle des Behälters vorgesehen
sein, die daher auf der Außenseite eine Ausnehmung in dieser
Wand hervorruft. Die so auf der Außenseite des Behälters gebildete
Ausnehmung kann daher dazu dienen, den magnetischen Antriebsbereich
der Antriebsmittel aufzunehmen, so dass der Rührer an Ort
und Stelle erhöht und in einigem Abstand von dem Boden
des Behälters gehalten wird, wodurch die Rührwirkung
im Vergleich mit einer an den Boden des Behälters angrenzenden
Position des Rührers verbessert wird. Bevorzugt ist der
Rührer ein ringförmiges Element, welches um eine
Erhebung in dem Behälter passt.
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In
einer möglichen Abwandlung kann das Positioniermittel eine
Ausnehmung in der Innenoberfläche des Behälters
sein, in welcher der Rührer teilweise positioniert wird.
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Auf
jeden Fall dient das Positioniermittel zur Positionierung sowohl
entlang der horizontalen Achse als auch entlang der vertikalen Achse
im Behälter. Es dient auch als Führung für
den Rührer und verhindert, dass letzterer sich unbeabsichtigt
aus dem Magnetfeld während des Rührvorgangs entfernt.
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Der
Rührer kann diverse Ausgestaltungen annehmen. In einer
von diesen, weist der Rührer eine ringförmige
Gestalt mit einer zentralen Aussparung auf, der in die Erhebung,
die als Positioniermittel dient, passt, Dabei steht die Erhebung
vom Boden des Behälters vor und weist wenigstens einen
magnetisch angetriebenen Bereich auf, der in der Nähe des
Randes der zentralen Aussparung angeordnet ist. Eine Konfiguration
wie diese ist effektiv, da sie es gestattet, dass der Rührer
leicht in den Behälter eingesetzt werden kann. Des Weiteren
gestattet sie es, dass der Rührer in gewissem Abstand weg
vom Boden des Behälters gehalten wird, was eine gute Schaumbildung
fördert.
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In
einer Ausgestaltung umfasst das Antriebsmittel einen magnetischen
Antriebsbereich, welcher mit der äußeren Seite
des Behälters und der Innenseite der Erhebung in Eingriff
steht. Der magnetische Antriebsbereich arbeitet mit wenigstens dem
magnetisch angetriebenen Bereich des Rührers zusammen. Der
magnetische Antriebsbereich wird somit durch eine Spindel, die mit
einem elektrischen Motor in Verbindung steht, in Drehung versetzt.
Die magnetische Verbindung zwischen dem Antriebselement und dem Rührer
ist daher fester, was die Risiken des Entfernen oder Beschädigens
des Antriebs selbst bei hoher Geschwindigkeit verringert.
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In
einer Ausgestaltung des Rührers weist letzterer einen peripheren
Bereich auf, welcher Rührelemente besitzt.
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Die
Rührelemente können sich aus einem oder aus mehreren
der folgenden Elemente zusammensetzen: Windungen aus torusförmigem
Draht, Flügelrädern, Blättern, Gittern
oder Nadeln. Dabei können sich bestimmte Elemente als effektiver
erweisen, abhängig von der Natur der Flüssigkeit
beispielsweise.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist der Behälter
zylindrisch oder mehr oder weniger zylindrisch. Jedoch in einer
weiteren möglichen Ausführung der Erfindung umfassen
die Störmittel zur Verhinderung oder Unterbrechung einer
Koaxialbewegung des Fluids in dem Behälter einen Behälter
dessen Ausgestaltung nicht-zylindrisch bezüglich der vertikalen
Mittelachse ist. Der Behälter kann zahlreiche, unterschiedliche
Formen aufweisen, ohne dass vom Umfang der Erfindung abgewichen
wird.
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In
einer möglichen Ausführungsform umfassen die Störmittel
Wände und/oder andere Hindernisse, die in der Erhebung
in dem Behälter in einer Art verlaufen, die versetzt bezüglich
der vertikalen Mittelachse ist. Somit bilden diese Elemente Mittel,
welche eine rein koaxiale Zirkulationsbewegung des Fluids in dem
Behälter unterbrechen. Diese Elemente können zum
Beispiel Lamellen oder andere Hindernisse sein, die radial und horizontal
und/oder vertikal in Richtung des Inneren des Behälters
verlaufen. Bevorzugt sind diese Elemente als ein mit dem Rest des Behälters
einstückiges Teil ausgebildet.
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In
einer anderen Ausführungsform umfasst das Störmittel
Steuermittel, die so programmiert sind, dass sie die Drehrichtung
des Rührers diverse Male umschalten, während die
Flüssigkeit aufgeschäumt wird. Insbesondere, bei
einer symmetrischen Ausgestaltung der Drehung des Rührers
in dem Behälter, bei der nur eine Drehrichtung beibehalten
wird, bewegt sich der Inhalt (Flüssigkeit und Schaum) im
Behälter konzentrisch bezüglich des Rührers
umher. Die diversen Schichten der Flüssigkeit bewegen sich dabei
bei gleicher Geschwindigkeit immer entlang desselben Radius und
mischen sich daher nicht, um Schaum zu bilden. Dementsprechend wird
die Bildung des Schaums verzögert. Aus diesem Grund ist ein
diskontinuierliches Rühren vorgesehen, so dass die zuvor
erwähnte Zentrifugalwirkung in regelmäßigen
oder unregelmäßigen Intervallen unterbrochen ist.
Diese regelmäßigen Unterbrechungen der Drehrichtung,
welche bevorzugt eine Frequenz in der Größenordnung
von 0,3 bis 1 Hz aufweisen, gestatten es der Flüssigkeit-Schaum-Mischung,
zurück nach unten zu tropfen und wieder in Kontakt mit
dem Rührer zu gelangen, um wieder aufgemischt zu werden,
sobald das Rühren in der entgegen gesetzten Richtung wieder
aufgenommen wird.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung weist der Behälter in dem Teil, der
ausgelegt ist, die Flüssigkeit aufzunehmen, eine Oberfläche
auf, welche keine Verbindungslinie oder keine Verbindung zwischen
zwei Teilen oder keine Linie aufweist, die eine Öffnung
begrenzt. Um genauer zu sein, eine Flüssigkeit, wie Milch,
weist die Neigung auf, irgendeinen Spaltbereich sehr leicht durch
Ablagerung fester Bestandteile zu verschmutzen. Dieses Phänomen
wird verstärkt, falls die Flüssigkeit erhitzt
wird, wobei die Flüssigkeit dazu neigt, eine gekochte oder
verbrannte Schicht auszubilden, welche schwierig zu reinigen ist.
Durch Vermeidung dieser Bereiche, bei denen die Ansammlung fester
Bestandteile gefördert wird, werden die hygienischen Risiken
verringert und das Reinigen wird erleichtert. Somit umfasst der
Behälter bevorzugt eine Oberfläche zur Aufnahme
der Flüssigkeit, welche ein einstückiges Teil
ist. Der Behälter kann somit aus diversen Elementen gebildet
werden, die zusammengeschweißt wurden, die aber letztlich ein
einstückiges Teil bilden.
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Um
die Schaumbildung anzuregen und gleichzeitig die Rührzeit
zu verringern, sind Heizelemente vorgesehen, um die Flüssigkeit
in der Kammer während des Rührvorgangs zu erhitzen.
Diese Heizmittel sind bevorzugt Mittel zum direkten Erhitzen des Behälters.
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In
einer Ausführungsform sind es elektrisch isolierte Widerstandselemente,
die in Berührung mit wenigstens dem Boden des Behälters
stehen. Als Heizelemente können beispielsweise verwendet
werden:
- – wenigstens ein Heizkreis
der „Dickfilm"-Art, der in Berührung mit einer äußeren
Oberfläche des Behälters steht, oder
- – Heizwiderstandselemente mit abgeschirmtem Widerstand,
die in Berührung mit der Oberfläche des Behälters
stehen.
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Andere
Heizelemente können sein:
- – Induktion-
oder Infrarotheizmittel, oder
- – eine Kombination dieser Mittel mit Widerstandsheizelementen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Heizmittel
einen Heizschaltkreis, der elektrisch isolierten „Dickfilm"-Art,
der direkt auf die äußere Oberfläche
des Bodens des Behälters gedruckt ist. Solch eine Konfiguration
ermöglicht den Zuwachs der Leistungsdichte gegenüber
der Behälteroberfläche und verringert somit die
Zeit zum Erzeugen des Schaums, da die Flüssigkeit schneller
die optimale Temperatur für das Aufschäumen erreicht.
Zudem wird ein gleichzeitiges Ankleben der Flüssigkeit
oder des Schaums aufgrund einer besseren Verteilung der Leistung
vermieden.
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Um
ein bequem zu bedienendes Gerät bereitzustellen, welches
keines besonderen Geschicks und keiner Überwachung durch
den Verwender bedarf, ist das Steuermittel so voreingestellt, dass
diese die Energieversorgung der Heizelemente und des elektrischen
Motors gemäß einem vorgegebenen Schema automatisch
unterbricht. Insbesondere umfasst das Steuermittel einen Temperatursensor,
der mit den Heizmitteln verbunden ist. Die Steuermittel ist dabei
so ausgestaltet, dass sie die elektrische Energieversorgung zu den
Heizmitteln bei einer vorgegebenen Sollwerttemperatur unterbricht,
welche so festgelegt ist, dass die Flüssigkeit unter ihrer
Siedetemperatur und über die Dauer einer zuvor definierten
Zeit erhitzt wird. Das voreingestellte Schema, das in dem Steuermittel
gespeichert wird, wird durch die der Flüssigkeit (z. B.
Milch) und das Volumen der Flüssigkeit, das in dem Behälter
aufbewahrt werden kann, d. h. das Volumen des Behälters,
und durch die Verwendung einer eventuellen Füllstandsmarkierung in
dem Behälter, welche dazu dient, einem Nutzer den Füllstand
für die Flüssigkeit anzugeben, ermittelt, um ein
Volumen an Schaum von optimaler Qualität entsprechend dem
voreingestellten Schema zu erhalten.
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Erfindungsgemäß kann
das Gerät ein kabellose, elektrische Verbindungsbaugruppe
aufweisen, welche es ermöglicht, dass der Ständer
und der Behälter mit einer elektrischen Energieversorgungs-Basishalterung
verbunden werden können, welche mit dem Stromnetz verbunden
werden kann. Somit können der Ständer und der
Behälter, die einen Teil der Aufschäumeinheit
bilden, zum Befüllen, Warten und Reinigen umherbewegt werden.
Dementsprechend umfasst die kabellose Verbindungsbaugruppe ein erstes
Anschlusssteil, das mit dem Boden des Ständers verbunden
ist und ein zweites Anschlussteil, das an der Energieversorgungs-Basishalterung
befestigt ist, wobei die zwei Anschlussteile elektrisch miteinander
verbunden werden, um die elektrischen Mittel des Ständers
mit Energie zu versorgen, während der Ständer
auf der Basishalterung steht.
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Somit
betrifft gemäß einem anderen Aspekt die Erfindung
ein Gerät zur Zubereitung eines Schaums aus einer milchbasierten
Flüssigkeit, aufweisend:
- – einen
Behälter zur Aufnahme der aufzuschäumenden Flüssigkeit,
wobei in der Flüssigkeit ein drehbarer Rührer
angeordnet ist,
- – einen mit dem Behälter verbundenen Ständer;
- – ein System zum Antrieb des Rührers;
dadurch
gekennzeichnet, dass der Rührer in dem Behälter
durch das Rührerantriebssystem angetrieben und magnetisch
gehalten wird;
und dass es eine kabellose Aufschäumeinheit umfasst,
welche bezüglich einer elektrischen Energieversorgungseinheit
trennbar ist.
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Somit
ist ein Vorteil eines solchen Geräts die Mobilität
der Aufschäumeinheit, welche durch Kombination eines magnetischen
Antriebs und einer kabellosen Energieversorgung erzielt wird. Solch
ein Kombination von Mitteln macht das Servieren bei der Ausgabe
des Schaum einfacher, wenn zum Beispiel der Schaum in einen Becher
zur Zubereitung eines Cappuccinos gegossen wird. In diesem Fall
wird der Rührer in dem Behälter durch die magnetische
Verbindung zurückgehalten und fällt nicht heraus.
Zudem muss der Rührer nicht aus dem Behälter entfernt werden,.
Die magnetischen Elemente sind deshalb bezüglich ihrer
Bemaßung, Position, Größe, etc. so ausgestaltet,
dass der Rührer ohne ein Risiko des Herausfallen im Behälter
gehalten wird, selbst wenn der Behälter geneigt ist, mit
seiner Öffnung zu unterst, um den Schaum auszugießen.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht des Geräts gemäß der
Erfindung;
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2 zeigt
eine Ansicht im Schnitt entlang A-A des Geräts aus 1;
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3 zeigt
eine perspektivische Ansicht im Schnitt entlang A-A des Geräts
aus 1;
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht und Schnitt entlang A-A eines Teils
des Geräts, insbesondere des Behälters und des
Ständers;
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5 zeigt
den Rührer des Geräts;
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6 zeigt
eine Schnittansicht des Rührers;
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7 zeigt
die direkten Heizmittel, die in Verbindung mit dem Boden des Behälters
des Geräts stehen;
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8 zeigt
eine Ansicht von oben einer abgewandelten Form des Behälter
mit dessen Rührer;
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9 zeigt
eine Ansicht von oben eines abgewandelten Behälters mit Erhebungen
um die Zirkulation des Fluids zu stören;
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10 zeigt
eine Ansicht im Querschnitt entlang B-B einer Abwandlung des Behälters
aus 9.
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Detaillierte Beschreibung
der Figuren
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Ein
Gerät zur Zubereitung eines Milchschaums wird anhand 1 dargestellt.
Ein Gerät wie dieses wird zur Herstellung eines Schaums
aus einer Nahrungsmittelflüssigkeit verwendet, die unter der
kombinierten Wirkung von mechanischem Rühren und Hitze
die Eigenschaft zu emulgieren hat, zum Beispiel ein Milchprodukt,
wie Frischmilch, pasteurisierte oder ultrahocherhitzte Milch, entrahmte
Milch oder halbentrahmte Milch oder Vollmilch, aus Pulver und Wasser
oder aus Milchkonzentrat und Wasser wiederhergestellte Milch oder
alternativ eine Mischung aus Milch mit einigen anderen Bestandteilen, wie
Kaffee.
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Das
Gerät 1 gemäß der Erfindung
umfasst eine kabellose Aufschäumeinheit 2 und
eine elektrische Basiseinheit 3, auf der die Aufschäumeinheit 2 einfach
durch Aufstellen auf letztere elektrisch verbunden wird. Die elektrische
Basiseinheit 3 wird mit elektrischem Strom aus dem Netz
durch eine Leitung 30 versorgt. Die kabellose Aufschäumeinheit 2 umfasst
auf der Seite einen Handgriff 28, so dass sie leicht gehandhabt
werden kann, wie um sie anzuheben, ihren Inhalt nach dem Aufschäumen
auszuleeren oder um sie zu reinigen, nachdem deren Inhalt entleert
wurde. Die Einheit umfasst einen Ständer 20, an
dem der Handgriff 28 montiert ist. Der Ständer
ist durch einen entfernbaren Deckel 22 verschlossen. Der
Deckel 22 schützt das Innere zum Beispiel vor Staub
von außen und schützt die Umgebung vor dem Inhalt
der Aufschäumeinheit 2. Insbesondere wird verhindert,
dass irgendwelche Flüssigkeit oder Schaum herausspritzt,
wenn die Einheit während des Rührbetriebs aktiviert
wird.
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Das
Gerät wird nun detaillierter anhand der 2 und 3 beschrieben.
Die Aufschäumeinheit 2 umfasst den Ständer 20,
in welchem ein Behälter 21 montiert ist. Der Behälter 21 nimmt
die zu erhitzende und aufzuschäumende Flüssigkeit
auf. Er muss abgedichtet werden und eine Kapazität aufweisen,
die für das Volumen des herzustellenden Schaums geeignet
ist. In Allgemeinen ist ein solches Gerät wie dieses ausgelegt,
Milchschaum mit einem Volumen zu erzeugen, das im Bereich von 50
bis 100 cm3 liegt. Dies ermöglicht
Milchschaum für einen oder drei Cappuccino-Getränke
herzustellen. Jedoch kann je nach Bedarf ein Behälter mit
größerer Kapazität verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Gerät kann auch
für die Erzeugung einer heißen Flüssigkeit
verwendet werden. Hierzu wird der Rührvorgang verhindert
bzw. das Mittel zur Durchführung dieses Vorgangs deaktiviert.
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Im
Innern (INT) des Behälters 21 ist ein Rührer 4 angeordnet.
Mittel 5 für den Antrieb des Rührers 4 sind
im Bereich des Äußeren (EXT) des Behälters, bevorzugt
in dem Raum zwischen dem Behälter und dem Inneren des Ständers 20,
angeordnet. Der Rührer 4 und die Antriebsmittel 5 sind
relativ zueinander derart angeordnet, dass ein erzwungenes Umrühren der
Flüssigkeit im Innern des Behälters ohne die Verwendung
eines intrusiven Mittels, das den Behälter 21 durchquert,
durchgeführt wird. Dazu sind der Rührer 4 und
seine Antriebsmittel von magnetischer Art, was bedeutet, dass die
Antriebsmittel 5 ein Drehmagnetfeld erzeugen, das den Rührer
antreibt, der selbst mit Mitteln ausgerüstet ist, die durch
das Magnetfeld geführt werden. Die Magnetmittel sind in
einer versetzten Weise bezüglich der zentralen Achse „I" des
Behälters angeordnet, so dass bewirkt wird, dass der Rührer
sich so dreht, dass die Flüssigkeit oder der Schaum in
einer Weise zirkuliert wird, welche nicht-koaxial zur mittleren,
zentralen Achse des Behälters ist. In der Tat besteht durch
solch eine Ausgestaltung die Tendenz, dass die Flüssigkeit
und dementsprechend der Schaum mehr oder weniger zirkulieren, so
dass ein asymmetrischer Kegel erzeugt wird, der mehr oder weniger
auf dem Zentrum des Rührers zentriert ist. Dies ermöglicht
die Vermeidung der Ausbildung von Schichten konstanter Geschwindigkeit,
welche mit demselben Radius zirkulieren und sich daher nicht untereinander
mischen. Im erfindungsgemäßen System hingegen
mischen sich die Schichten miteinander, da die Schichten mit dem
selben Radius aber unterschiedlichen Geschwindigkeiten zirkulieren.
Insbesondere zirkulieren die Schichten für einen gegebenen
Radius mit höheren Geschwindigkeiten auf der Seite, auf
welcher sich der Rührer 4 am weitest entfernt
vom Rand 211 des Behälters befindet und mit niedrigeren Geschwindigkeiten
auf der Seite, auf welcher sich der Rührer 4 am nächsten
zu dem Rand 211 befindet. Dies fördert die Zirkulation
der gesamten Flüssigkeit oder des Schaums im Innern des
Behälters und verhindert die Stagnation der Schichten aus
Flüssigkeit oder Schaum. Dementsprechend können
die Bereiche des Behälters minimiert werden, an denen nur
eine geringfügige oder gar keine Zirkulation stattfindet.
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Um
die kontrollierte Drehung des Rührers in dem Behälter
zu ermöglichen, ohne dass sich dieser bewegt und das Magnetfeld
verlässt, ist ein Mittel 6 zur Positionierung
des Rührers am Boden 210 des Behälters
vorgesehen. Das Positioniermittel ist somit exzentrisch im Behälter
aber in Relation zur Position des Magnetfelds so angeordnet, dass
es möglich ist, den Rührer in Drehung zu versetzen.
In 2, ist das Positioniermittel 6 eine Erhebung,
die in der Wand des Behälters ausgebildet ist und auf welcher
der Rührer 4 drehbar und ohne übermäßig
Reibung gelagert ist. Die Positioniermittel könnten andere
Ausgestaltungen aufweisen und könnten zum Beispiel eine Ausnehmung
sein, in welche der Rührer dann eingesetzt würde.
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Ein
Vorteil eines nicht-intrusiven Antriebsmittels ist die Möglichkeit
einen Behälter zu konstruieren, bei welchem der Flüssigkeit
aufnehmende Teil und wenigstens sein Boden keine Verbindungslinie oder
keine diskontinuierliche Verbindung oder Öffnungen begrenzende
Linie oder Ähnliches aufweist, wodurch Flächen
entstehen können, welche bezüglich der Möglichkeit
diese zu reinigen oder zu spülen ein potentiell hygienisches
Problem darstellen.
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Somit
ist die Flüssigkeit aufnehmende Oberfläche des
Behälters bevorzugt als ein einstückiges Teil
ausgebildet. Im Rahmen der Bedeutung der Erfindung werden Schweißungen,
die eine kontinuierliche Naht zwischen zwei Elementen zum Beispiel
bilden, nicht als Verbindungslinien oder diskontinuierliche Verbindungen
angesehen. Im Gegensatz dazu wird eine Verbindung unter Verwendung
von Schrauben, Nieten oder in einer verschachtelten Passung als
eine Verbindung oder diskontinuierliche Verbindung angesehen, welche
hygienische Probleme darstellen können. Insbesondere können
sich Reinigungsprobleme daraus ergeben, wenn sich feste Nahrungsmittelreste
einlagern und sich in Zwischenräumen der Verbindung ansiedeln
können. Der Behälter 21, der aus seinen
erhöhten Oberflächen 211 und seinem Boden 210 besteht,
bildet daher eine Oberfläche für die Berührung
mit der Flüssigkeit aus, die im Wesentlichen glatt ist.
Die Oberfläche weist dabei keine Flächen auf,
welche das Anhaften von festen Nahrungsmitteln, wie Proteinen oder Ähnlichem,
fördern. Ein derartiger Behälter kann aus einem
Metall, beispielsweise Edelstahl, Kupfer oder Aluminium, hergestellt
werden, welches ein guter Wärmeleiter ist . Der Behälter
kann zum Beispiel in einem Stück geformt werden. Bei dem
in 4 dargestellten Aufbau ist der Behälter 21 mit
den oberen Rändern 200 des Ständers 20 durch
dessen oberen Ränder 230 mittels eines geeigneten
Verbindungsmittels oder Verfahrens, wie Schweißen, Löten,
Kleben oder Klammern verbunden. Der Behälter 21 kann
auch bezüglich des Ständers 20 entfernbar
angebracht werden, so dass dieser leicht für die Reinigung
in einem Geschirrspüler entfernt werden kann. Der Deckel 22 ist
mit dem Behälter 21 mittels eines Eingriffsrands 220 und
einer verformbaren Elastomer- oder Kunststoffdichtung 221 verbunden,
zwischen denen eine enge Passung vorliegt. Andere Mittel zum Verschließen
des Deckels 22 sind möglich, wie eine Verbindung
mittels Schrauben oder elastischen Klammern.
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Um
den Rührer anzutreiben, sind die Antriebsmittel 5 so
angeordnet, dass sie ein Magnetfeld erzeugen, das durch das Positioniermittel 6 verläuft, welches
eine Erhebung 60 im Inneren (INT) des Behälters
bildet. Dazu umfasst das Antriebsmittel 5 einen magnetischen
Antriebsbereich 50, der in dem Teil aufgenommen ist, der
eine Ausnehmung oder Vertiefung 61 bildet, wenn man diesen
von der Außenseite (EXT) des Behälters betrachtet.
Dieser magnetische Antriebsbereich 50 umfasst somit einen oder
diverse, aus ferromagnetischem Material hergestellte Elemente. Der
magnetische Antriebsbereich 50 wird mit Hilfe einer Antriebsspindel 51 in
Drehung versetzt, die mit einem elektrischen Motor 52 verbunden
ist, der vertikal gemäß dem Positioniermittel 6 ausgerichtet
ist. Um vorteilhafte Ergebnisse betreffend die Schaumzubereitung
zu erhalten, wird die Drehgeschwindigkeit des Rührers so
gesteuert, dass sie wenigstens 1500 Umdrehungen/min erreicht. Bevorzugt
beträgt die Geschwindigkeit wenigstens 1650 Umdrehungen/min,
und noch bevorzugter liegt sie zwischen 1800 und 2500 Umdrehungen/min.
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Wie
in den 5 und 6 gezeigt ist, weist der Rührer 4 gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung eine ringförmige
Gesamtform auf, die eine freies Aufsetzen um das eine Erhebung bildende
Positioniermittel 6 gestattet. Die Erhebung weist bevorzugt
die Gestalt eines Zylinders auf. Der Rührer 4 ist somit
mit einer zentralen Aussparung 40 ausgerüstet,
die eine komplementäre Gestalt aufweist. Dabei ist der
Innendurchmesser D leicht größer als der Außendurchmesser
D0 der Außenfläche der
Erhebung 60. Die Durchmesser sind so aufeinander abgestimmt,
dass die Drehung des Rührers 4 ohne übermäßige
Reibung oder wenigstens mit minimaler Reibung erfolgt, während
gleichzeitig eine wirksame magnetische Verbindung mit dem Antriebsmittel 5 gewährleistet
ist. Der Rührer umfasst wenigstens einen magnetisch angetriebenen
Bereich, der aus ferromagnetischem Material hergestellte Elemente,
wie ein Magnetpaar 41, 42 besitzt, die in einer
Kunststoffhalterung 43 aufgenommen sind. Diese wird mit
Hilfe eines Spritzgussverfahrens um die Magnete hergestellt oder
aus mehreren Teilen 430, 431 durch Klipsen, Kleben
oder auf andere Art zusammengebaut. Der Rührer besitzt
einen Außen- oder Randbereich 44, welcher die
tatsächlichen Rührelemente aufweist. In der dargestellten
Ausführungsform werden diese Elemente durch eine Reihe
von Windungen 45 aus Draht in der Torus-Form gebildet.
Um deren Verformen zu verhindern, werden die Windungen 45 durch
ein inneres, ringförmiges Verstärkungselement 46 fixiert.
Das Drehen des erfindungsgemäßen Rührelements
verursacht ein schnelles Emulgieren der Flüssigkeit, insbesondere
von Milch, besonders, wenn gleichzeitig die Aufschäumtemperaturen
eingehalten werden.
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Eine äquivalente
Ausgestaltung der Rührelemente ist ebenfalls möglich.
Beispielsweise können Flügelräder, Blätter,
Gitter oder Nadeln etc. als Rührelemente verwendet werden.
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Wenn
der Motor elektrisch in Gang gesetzt wird, versetzt dessen Spindel 51 den
magnetischen Antriebsbereich 50 in Drehung und dies erzeugt
eine lokales Drehmagnetfeld, das mit den Magneten 41, 42 des
Rührers 4 zusammenwirkt. Dies bewirkt, dass sich
der Rührer 4 um die Erhebung 6 dreht.
Die Drehgeschwindigkeit des Rührers 4 wird somit
durch die Drehgeschwindigkeit der Motorspindel 51 geregelt.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung sind Heizmittel zum Erhitzen des Behälters
während des Rührens vorgesehen. Das Erhitzen erleichtert
die Zubereitung des Schaums und verringert erheblich die Rührzeit.
Der Schaum wird bevorzugt heiß serviert, insbesondere wenn
er für heiße Getränke, wie Cappuccino
bestimmt ist. Dazu sind in einer Ausgestaltung der Erfindung Mittel
zum direkten Erhitzen des Behälters vorgesehen. Als Direkt-Heizmittel
sind Mittel des Heizwiderstand-Typs oder äquivalente Mittel zu
verstehen, die elektrisch gegenüber der Oberfläche
des Behälters isoliert aber thermisch direkt damit verbunden
sind.
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In
einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Direkt-Heizmittel
einen Heizschaltkreis der „Dickschicht"-Art, der direkt
auf die äußere Oberfläche des Behälters,
bevorzugt auf die externe Oberfläche des Bodens des Behälters,
gedruckt wird. Der Vorteil mit dieser Technologie ist der, dass
sie für eine gute Verteilung der Leistung, die auf den
Behälter übertragen wird (eine größere
Dichte in Watt pro Quadratzentimeter). Dies verhindert, dass Flüssigkeit
an der Oberfläche des Behälters klebt, während gleichzeitig
eine exzellente Übertragung der Hitze auf die Flüssigkeit
gewährleistet ist.
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7 veranschaulicht
ein Beispiel einer Art von gedrucktem Heizschaltkreis dieser Gattung.
In einer möglichen Ausgestaltung erstreckt sich ein Schaltkreis
genau über den Boden des Behälters (siehe 7).
Bei einer anderen möglichen Ausgestaltung erstreckt sich
ein Schaltkreis über den Boden und die Seitenwände
des Behälters. In einer möglichen Ausgestaltung
sind diverse Schaltkreise vorgesehen. Dabei befindet sich wenigstens
einer davon auf dem Boden und wenigstens einer auf den Seiten des
Behälters.
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Der
Schaltkreis 7, wie dargestellt, umfasst eine Isolierschicht 70,
die in Verbindung mit der äußeren Oberfläche
der beheizten Fläche des Behälters steht, und
eine gedruckte Heizwiderstandsbahn 71, welche bei Verwendung
nach unten gewandt ist. Die Bahn 71 ist derart angeordnet,
dass sie eine Gesamtleistung von etwa 250 bis 1200 Watt, bevorzugt 400
Watt, erzeugt, die auf die beheizte Oberfläche aufgebracht
wird. Deren mittlere elektrische Leistungsdichte bezogen auf die
beheizte Oberfläche oder den Schaltkreis 7 liegt
somit zwischen 5 und 30 Watt pro cm2, bevorzugt
zwischen 15 und 25 Watt pro cm2. Die Bahn 71 bedeckt
bevorzugt wenigstens 40% der beheizten Oberfläche und bedeckt
noch bevorzugter mehr als 50% davon, um so eine geeignete Verteilung
der Gesamtleistung über die beheizte Oberfläche
zu erzeugen. Somit wird verhindert, dass die Milch an der inneren
Oberfläche des Behälters anklebt und braun wird.
Die mittlere Dichte wird berechnet nach der Formel: mittlere Dichte
= elektrische Gesamtleistung/Gesamtoberfläche (7).
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Elektrische
Kontakte 72, 73, 74 sind an den Enden
der Bahnen angeordnet, um für die elektrischen Verbindungen
der Schaltkreise zu sorgen. Gemäß einem Aspekt
der Erfindung weist das Gerät drei elektrischen Kontakte
auf, die in Verbindung mit drei Enden stehen; somit gibt es einen
Kontakt 72, der mit dem Null-Leiter in Verbindung steht,
einen Kontakt 73, der in Verbindung mit der Phase steht
und schließlich einen dritten Kontakt 74, der
mit dem Niedrigspannungselektromotor in Verbindung steht, um Letzteren
mit der erforderlichen Spannung (zum Beispiel 8,2 Volt in dem gezeigten
Beispiel) zu versorgen. Eine derartige Ausgestaltung macht es möglich,
auf einen Transformator zum Betrieb des Motors zu verzichten und
ermöglicht die Verringerung der Kosten und der Komplexität
des Systems. In einer möglichen Ausgestaltung umfasst der
gedruckte Heizkreis eine dazwischen liegende, metallene Rückenplatte,
die die Isolierschicht vom Boden des Behälters trennt.
In diesem Fall ist die Rückenplatte so dünn wie
möglich, bevorzugt 1 mm dick oder weniger. Eine vom Boden
getrennte Rückenplatte kann in einer Ausführungsform
benötigt werden, bei der der Behälter trennbar
vom Ständer angebracht ist. Jedoch bei einer Ausführungsform,
bei welcher der Behälter permanent mit dem Ständer
verbunden ist, wird der Schaltkreis bevorzugt direkt auf den Behälter gedruckt.
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Andere
Technologien, beispielsweise abgeschirmte Heizwiderstände,
können statt des beschriebenen Dickschicht-Heizschaltkreises
verwendet werden. Jedoch wird diese Technologie weniger bevorzugt,
da die Übertragung von Energie nicht über solch
eine große Oberfläche (sondern über Generatrix
bzw. Mantellinie) erfolgt und einen zusätzlichen Arbeitsschritt
erforderlich macht, bei dem der Widerstand direkt auf die Oberfläche
des Behälters gelötet wird. Folglich muss der
Widerstand überhitzt werden, um dieselbe Leistung zu übertragen.
Dadurch entstehen Flächen, an denen die Milch lokal dazu
tendiert, an der Oberfläche des Behälters zu haften.
Andere Heizmittel können beispielsweise Induktionserhitzer
oder Infraroterhitzer sein. Diese können kombiniert werden
oder statt der Widerstandheizmittel verwendet werden.
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In
einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Temperatursensor
vorgesehen, um die Temperatur des Behälters zu messen.
Der Sensor kann an einem isolierten Kontakt 75 des „Dickschicht"-Schaltkreises 7 angebracht
sein, welcher sich bevorzugt in der Nähe des Mittelpunkts
des Bodens des Behälters befindet. Der Sensor ist beispielsweise
ein NTC-Sensor, der mit einer elektronischen Steuervorrichtung 8 verbunden
ist. Der Sensor kann ebenso ein einfacher Bimetallstreifensensor
sein, welcher weniger genau und weniger reproduzierbare Ergebnisse
liefert, aber keine zugehörige Steuerelektronik erforderlich macht.
Die Kontaktgeber der Heizmittel sind ihrerseits elektrisch mit der
Steuervorrichtung 8 durch Kontakte, Drähte und/oder
andere Mittel verbunden. Wenn die Temperatur eine definierte Sollwerttemperatur
erreicht, unterbricht die Steuervorrichtung den elektronischen Versorgungskreislauf
zu den Heizmitteln. Die Sollwerttemperatur wird so festgelegt, dass die
Flüssigkeit bis unter ihren Siedepunkt erhitzt wird, bevorzugt
in einem Temperaturbereich, der als optimal für das Aufschäumen
der Flüssigkeit angesehen wird. Im Fall von Milch zum Beispiel
wird die Flüssigkeitstemperatur auf eine Temperatur zwischen
60 und 80°C in weniger als 40 Sekunden, bevorzugt zwischen
65 und 75°C in etwa 30 Sekunden, erhitzt. Natürlich
ist die Temperaturanstiegsdynamik teilweise von Faktoren wie aufzuheizendes
Volumen und Ausgangstemperatur der Flüssigkeit abhängig.
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Der
Ständer umfasst einen „An"-Knopf 80, den
der Nutzer betätigen kann. Wenn dieser Knopf gedrückt
oder durch irgendein anderes Mittel betätigt wird, schaltet
er gemeinsam die elektrische Energieversorgung der Heizmitteln und
die elektrische Energieversorgung des elektrischen Motors zum Drehen des
Rührers ein. Somit wird die Flüssigkeit sowohl direkt
erhitzt als auch gleichzeitig gerührt. Ein Zeitgeber ist
mit dem Steuermittel verbunden, um automatisch den elektrischen
Motor abzuschalten. Die Betriebsdauer des elektrischen Motors ist
in dem Steuermittel als eine Funktion der aufzuschäumenden Flüssigkeit
und deren Volumen programmiert. Für Milch ist die Betriebsdauer
auf einen Bereich von etwa 30 bis 60 Sekunden festgelegt. Bevorzugt
umfasst der Behälter eine Füllstandsmarkierung,
um dem Nutzer visuell die Menge an Flüssigkeit, die in den
Behälter einzufüllen ist, anzugeben. Die Füllstandsmarkierung
entspricht einem vorgegebenen Pegel an aufzuschäumender
Flüssigkeit und einer programmierten Betriebsdauer, die
ausgelegt ist, einen optimalen Schaum zu liefern. Zum Beispiel kann somit
ein Volumen von etwa 50 ml Milch in einen stabilen Schaum bei 75°C
in unter 30 Sekunden umgewandelt werden.
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Die
kabellose Aufschäumeinheit 2 und die elektrische
Basiseinheit 3 sind verbunden durch eine Sammlung 9 von
Anschlussteilen, die als „kabellose" Verbindungen bekannt
sind. Ein erstes Anschlussteil ist mit dem zentralen, unteren Teil
des Ständers 20 verbunden. Dieses erste Anschlussteil
ist elektrisch mit den elektrischen Elementen und Steuerelementen
der Aufschäumeinheit, um genauer zu sein der Steuereinrichtung,
dem elektrischen Motor und den Heizmitteln, verbunden. Ein zweites
Anschlussteil mit komplementärer Gestalt steht in Verbindung
mit der elektrischen Basiseinheit, welche mit dem Stromnetz durch
die elektrische Leitung verbunden werden kann.
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Das
erste Anschlussteil
90 umfasst elektrische Anschlüsse,
typischerweise Null-Leiter, Phase und Erde, die konzentrisch angeordnet
sind und welche mit elektrischen Buchsen des zweiten Anschlussteils
91 zusammenwirken.
Das erste und zweite Anschlussteil sind bezüglich ihrer
Gestalt so ausgestaltet, dass sie in Eingriff miteinander durch einfaches
Aufsetzen der Aufschäumeinheit
2 vertikal (oder
mehr oder weniger vertikal) auf die elektrische Basiseinheit
3 zusammenwirken,
so das die elektrischen Anschlüsse (Phase, Null, Erde)
des ersten Anschlussteils
90 einen Kontakt mit den betreffenden elektrischen
Buchsen (Phase, Null, Erde) des zweiten Anschlussteils
91 herstellen.
Ein Beispiel einer Sammlung von Anschlussteilen dieser Art, welche
an sich bekannt sind, ist im Detail im Patent
US 5,971,810 beschrieben. Der Vorteil
eines solchen Systems beruht darauf, dass in der Anwendung der Erfindung
es ermöglicht ist, die Aufschäumeinheit leicht
zu trennen, so dass der Schaum serviert werden kann und der Behälter
gereinigt werden kann. Es ermöglicht auch, dass ein mit
Heizelementen ausgerüsteter Behälter entworfen
werden kann, der direkt mit den Heizelementen verbunden ist, wodurch
eine bessere Heizeffizienz und daher eine geringere Schaumzubereitungszeit
erreicht wird. Andere Arten von kabellosen Verbindungen können
als äquivalentes Mittel verwendet werden, ohne dass dabei
vom Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung abgewichen wird.
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8 stellt
eine Ausführungsform dar, in welcher der Behälter
nicht-zylindrisch bezüglich der vertikalen Achse I ist.
In diesem Beispiel weist der Behälter 21 eine
längliche Gestalt mit zwei ersten konvexen Seiten 215, 216 und
zwei zweiten Seiten 217, 218, die sich in einem
Winkel von 90° zu den ersten Seiten befinden und welche
konkav sind. Der Rührer 4 und das Positioniermittel 6 werden
dann in der Mitte des Behälters wie dargestellt angeordnet oder
können sich alternativ versetzt zur Mitte befinden. Die
Gestalt des Behälters ist derart, dass sie eine Störung
der Zirkulation der Flüssigkeit und des Schaums ermöglicht,
wodurch eine schnelle Schaumbildung unterstützt wird und
das Volumen einer möglicherweise verbleibenden Flüssigkeit
verringert wird.
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Die 9 und 10 veranschaulichen eine
andere Ausführungsform der Erfindung, wobei in dieser Ausführungsform
der Behälter 21 Wände und/oder Hindernisse
aufweist, die als Erhebungen versetzt zur vertikalen Mittelachse
I verlaufen. Insbesondere weist der Behälter in dem dargestellten
Beispiel mehrere Vorsprünge 212 auf, um die Zirkulation des
Fluids am Boden und an den Seiten des Behälters zu stören.
Diese Wände bzw. Hindernisse verlaufen mehr oder weniger
radial und entlang einiger Bereiche des Behälters. Sie
befinden sich bevorzugt versetzt, um einen wellenförmigen
Verlauf des Fluids in dem Behälter anzuregen. Es ist zu
erwähnen, dass zahlreiche unterschiedliche und äquivalente
Anordnungen in die Kompetenz des Fachmanns fallen, ohne dass dabei
vom Umfang der Erfindung abgewichen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6318247 [0014]
- - WO 2004/043213 A1 [0015]
- - DE 19624648 A1 [0015]
- - US 2932493 [0016]
- - DE 1131372 [0016]
- - US 4537332 [0016]
- - US 6712497 [0016]
- - DE 8915094 U [0017]
- - US 3356349 [0018]
- - US 5971810 [0084]