WO2011085724A1 - Milchaufschäumeinheit nach dem umlaufprinzip - Google Patents

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WO2011085724A1
WO2011085724A1 PCT/DE2011/000035 DE2011000035W WO2011085724A1 WO 2011085724 A1 WO2011085724 A1 WO 2011085724A1 DE 2011000035 W DE2011000035 W DE 2011000035W WO 2011085724 A1 WO2011085724 A1 WO 2011085724A1
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WO
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milk
frothing
section
chamber
outlet
Prior art date
Application number
PCT/DE2011/000035
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Döppe
Martin Neumayer
Original Assignee
WMF Württembergische Metallwarenfabrik Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to CN201180013191XA priority Critical patent/CN102791173A/zh
Priority to JP2012548340A priority patent/JP2013517020A/ja
Priority to US13/522,092 priority patent/US20130040028A1/en
Priority to EP11710111A priority patent/EP2523588A1/de
Publication of WO2011085724A1 publication Critical patent/WO2011085724A1/de

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J31/00—Apparatus for making beverages
    • A47J31/44—Parts or details or accessories of beverage-making apparatus
    • A47J31/4485—Nozzles dispensing heated and foamed milk, i.e. milk is sucked from a milk container, heated and foamed inside the device, and subsequently dispensed from the nozzle

Definitions

  • the present invention relates to a
  • the invention further relates to a riser machine (in particular an espresso maker) and a coffee machine containing such. Milk frothing unit and to a corresponding method for frothing milk.
  • the milk frothing unit according to the invention can in particular also be designed as an adapter for connection to a commercially available riser machine or as an adapter for connection to a steam nozzle of an electric coffee machine (in particular a so-called semi-automatic machine).
  • the foaming takes place in a so-called foamer, in which the sucked milk from a first separate vessel (eg Tetra-Pak ent holding milk sucked), foamed in the device and then to a second external vessel (cup or glass) is output.
  • a first separate vessel eg Tetra-Pak ent holding milk sucked
  • a second external vessel eg. cup or glass
  • milk frothers or milk frothing units have at least one of the following disadvantages:
  • the production of the frothy milk is difficult to achieve without soiling (in particular, the introduction of steam into the milk filled in an external vessel, in the case of non-optimal handling it is often the ejection of milk and / or milk froth from this vessel) and / or
  • the degree of foaming of the milk ie the proportion of milk that is converted into milk froth
  • the degree of foaming of the milk is difficult to reproduce and / or adjust only within a relatively narrow range.
  • a dairy frothing unit according to the invention can also be designed as an adapter for connection to a steam nozzle of a semi-automatic machine or for connection to a commercially available riser machine (externally heated espresso machine).
  • inventively embodied riser machines and / or according to the invention can be used together with the invention, formed for example as an adapter MilchaufJeumtechniken riser pipe machines are designed such that the lower end of Steigrohrab ⁇ section or riser pipe in the upper region of the invention
  • Liquid container that ends above the liquid level with filled up liquid container. Accordingly, after the formation of an overpressure (by heating the liquid in the liquid container), no rising of liquid through the riser takes place, but only a squeezing of above the liquid level formed Liquid vapor through the riser. According to the invention, therefore, unless stated otherwise, only liquid vapor (water vapor) is pressed through the riser and according to the invention (as will be described in detail below) is used. This can be realized in the simplest case by maintaining a sufficient distance of the lower end of the riser to the inner bottom of the liquid container.
  • a riser machine according to the present invention must beyond (as will become apparent in the embodiments described below) not all, in a commercial riser machine (especially: espresso machine) existing items include:
  • the upper container in the case of commercial riser machines by the Riser ascended, heated coffee is introduced
  • the lower and the upper flow screen and the receptacle for the coffee powder can be omitted.
  • a riser machine according to the invention is designed (e.g., by providing a plurality of interchangeable inserts) that it can be used both for making coffee and for frothing milk.
  • the basic idea of the present invention is to suck the milk to foam the sucked milk with- 'aid of supplied gas and / or vapor (air and / or water vapor), and the resulting by the foaming mixture of milk and milk foam (hereinafter abbreviated also as Nursingschaummischung or even shorter than milk foam called) so derive that the sucked milk and the derived milk foam mixture in a Circuit can be led or managed.
  • such circuit or circulation of milk and / or milk foam may (thus the NursingaufCumtician according to the invention operates according to a order ⁇ continuous process) under a single-chamber system, that is carried out using one and the same vessel for holding the to be sucked milk and the dispensed milk foam.
  • the suction of the milk can advantageously take place according to the Venturi principle, but in principle it is also conceivable to use one or more feed pump (s) for sucking, foaming and discharging the milk and / or the milk foam.
  • the circulation or circulation of suction, foaming and discharge can be continued until a desired by the operator percentage of milk foam (up to a frothing of 100%, ie all existing milk is converted into milk foam) is reached: the mixture From milk and milk foam can thus repeatedly and so often be passed through the milk frothing according to the invention until a desired foaming degree is reached.
  • the provision according to the invention of a circulation or circulating process means that the milk, which has not yet been converted into milk foam, can be sucked, foamed and diverted several times. Is exactly to a vessel used (A ⁇ chamber system), this means that the storage chamber (for milk) and the bleeder or discharge chamber are identical (for milk foam).
  • external heat sources can be used in the invention be so that the invention can be realized for example in riser machines without the use of any electrical and / or electromechanical components.
  • the riser machines may be provided with electrical heating sources for heating the liquid in the liquid container.
  • an electronic control system which then terminates the on 'foaming process, when the milk is completely foamed, when a predetermined degree of foaming has been reached and / or when reaching a vörbestimmte process time (in response to a filled milk) ,
  • a pure time control termination of the foaming after a predefined period of time, eg after 5 to 10 seconds
  • an optical sensor can be arranged, with the aid of the beginning of the suction can be detected by covering the optical sensor is detected by the milk flowing through (which is regarded as the beginning of the prescribed period of time).
  • a predetermined AufMumgrad can be detected by various methods: For example, it is possible by means of the Restaurant ⁇ written sensor or a photoelectric sensor in the intake by optical means a distinction between liquid and an air-foam mixture or between different proportions Make liquid in the sucked mixture. Also, the level in the vessel (for example, also by optical means, for example with a light barrier) can be determined, the level in the vessel increases with increasing foaming. Also are audio measurements (evaluation of the with increasing foaming changing intake noise) conceivable.
  • the Published ⁇ signed control method can also be used in combination, as are alternatively or also in combination with the above-described crizver ⁇ drive image processing method can be used (optical detection and analysis of the milk foam measurement in the vessel and / or in the suction portion for example by means of CCD sensors or CMOS sensors).
  • the milk frothing unit with a temperature sensor. This can, for example, in the inlet, in
  • Cross-sectional narrowing area or in the outlet of the Venturi nozzle of a MilchaufJeumaji invention are arranged so that it detects the temperature of the milk or milk foam mixture and, based on the detected temperature, the supply of gas and / or steam can be controlled in the frothing chamber of the venturi.
  • a milk frothing unit comprises a frothing chamber, a suction section leading into this frothing chamber and an outlet leading out of the frothing chamber.
  • the foaming chamber, the suction section and the outlet are designed so that milk can be sucked in via the suction section and guided into the foaming chamber.
  • the milk is then foamed with gas and / or steam (in particular in the form of air and / or water vapor) in the foaming chamber.
  • the milk foam mixture resulting from foaming is discharged via the outlet from the foaming chamber.
  • Foaming chamber, suction section and outlet are designed, shaped and arranged such that the milk to be sucked into the foaming chamber (or, if the cycle has already passed through once), The mixture of milk and milk foam to be aspirated) and the milk foam mixture derived from the frothing chamber were recirculated. become.
  • the formation and arranging of the aforementioned components of the milk frothing unit takes place in such a way that one and the same vessel is used to suck in milk or the mixture of milk and milk froth and to dissipate the mixture resulting from frothing.
  • Frothing chamber, intake section and outlet are thus designed and arranged so that one and the same amount of milk and / or milk foam can be passed through these three units several times.
  • the length of the spout can advantageously be designed so that the end of the spout facing away from the frothing chamber 1 (orifice of the spout) is below the liquid level of the milk, thus e.g. is positionable near the bottom of the vessel.
  • Such an extension of the spout below the milk surface in the vessel has the advantage that squirting and coarse bubble formation can be avoided.
  • the milk is sucked by means of a differential pressure across the suction in the frothing chamber, there foamed and discharged again via the outlet or fed to the circuit again.
  • a leading into the foaming chamber further supply line (hereinafter inlet section) can be provided in particular, with the gas and / or steam can be fed into the foaming chamber, in which case frothing chamber, An ⁇ suction portion forthcoming spout and lead section zugt in the form of a Venturi nozzle are formed.
  • the foaming chamber can do the
  • the suction section then opens into this cross-sectional constriction area (the Venturi nozzle principle is known in principle to the person skilled in the art.) Due to the constriction of the venturi nozzle, the pipe breaks through the feed line section inflowing gas and / or steam over in the
  • Sectional narrowing area attached intake section with the milk, this is a foaming of the milk in the area of
  • the feed pump advantageously effects the supply of the gas and / or the steam into the foaming chambers.
  • the supply line section, the intake section and the outlet are connected to one another via a Schauchlauchverzweigung.
  • the Venturi principle is realized, the hose branching the Venturi nozzle, a part of the same, the cross-sectional constriction of the Venturi or a part of the same form.
  • Cross-sectional narrowing area of the same (for example, based on a line cross-section in the intake or in the cross-sectional constriction area changing, retractable piston) with respect to the cross section changeable.
  • the milk frothing unit can be designed as an adapter which is suitable for connection to a commercially available riser machine (for preparing a hot beverage, in particular coffee).
  • a commercially available riser machine for preparing a hot beverage, in particular coffee.
  • the individual components of the NursingaufCumtician are then adapted to the riser machine so that the (formed after forming the pressure in the liquid container) liquid vapor through the riser section of
  • the milk frothing unit is also possible to form the milk frothing unit as an adapter for connection to the steam nozzle of an electric coffee machine (semi-automatic machine).
  • the individual components of the frothing unit are thereby realized, for example, in such a way that the feed portion of the frothing unit is clamped to the steam nozzle.
  • the steam flowing out of the steam nozzle can then be introduced into the frothing chamber of the milk frothing unit via the feed line section and used to froth the milk.
  • inventive riser machine can order one without any electrical and electromechanical components actaded ⁇ finished riser machine in particular.
  • This comprises a liquid container in which liquid (water) can be heated by means of a heating source.
  • the heat source is preferably an external heat source (for example, an electric or gas oven, to which the riser machine is placed), but alternatively may also be one in which the riser machine built-in internal heat source (such as a heating coil according to the kettle principle) for heating the liquid provided be.
  • the riser machine also has a riser section, which is designed and arranged so that by heating the liquid in the liquid container resulting liquid vapor (water vapor) by a in the
  • Liquid container is formed by the heating overpressure driven by the riser section upwards.
  • the lower, in the liquid ⁇ keits aser opening end of the riser section can be placed in the liquid container, that it, even when almost completely filled
  • Liquid container still located above the liquid level in the liquid container.
  • the lower end is arranged in this case so that a pressure-induced rising of liquid is prevented by the riser section, so that only an increase of steam through the riser section is possible.
  • the riser section or its upper end is then formed and arranged so that with him the rising liquid vapor in the foaming chamber integrated into the riser pipe machine Cincinnatiauf ⁇ frothing is pressed and hence foaming of the milk is possible.
  • the riser section or its upper end can for this purpose as at least a part of the above-described feed line section. be formed of the milk frothing unit.
  • the riser pipe machine according to the invention is preferably designed such that the liquid vapor can only rise upwards through the riser pipe section from a predetermined minimum overpressure in the liquid container (preferably in the range from 0.2 to 4 bar, particularly preferably in the range from 0.5 to 1.5 bar). This can, as will be described in detail below, be realized for example by means of a lifting element.
  • the riser machine on an upper connectable with the liquid container (preferably pressure ⁇ tightly connectable and / or screwable) container which than that vessel from which the milk can be sucked and in which the out of this milk by foaming resulting milk foam mixture is derivable, is formed.
  • the liquid container preferably pressure ⁇ tightly connectable and / or screwable
  • the milk foam unit according to the invention into a fully automatic coffee machine in such a way that the milk to be sucked and the milk froth mixture derived are circulatable within the automatic coffee machine.
  • a suitable milk container can be formed within the coffee machine, which allows a corresponding circulation.
  • Fig. 1 is a basic circuit principle according to the present invention.
  • Fig. 2 shows a riser machine according to the invention, which integrates a NursingaufDumiser invention.
  • Fig. 3 shows another riser machine according to the invention, which integrates a NursingaufCumtician invention.
  • FIG. 4 shows a milk frothing unit according to the invention designed as an adapter for connection to a riser-type pipe machine.
  • FIG. 5 shows another milk frothing unit according to the invention designed as an adapter for connection to a riser machine.
  • FIG. 6 shows a milk frothing unit according to the invention designed as an adapter for connection to a steam nozzle of an electric coffee machine.
  • FIG. 7 shows a coffee machine provided with a steam and air supply, with which a milk frothing unit according to the invention is flexibly connected in sections.
  • a milk frothing unit which has a frothing chamber 1, an intake section 2 leading into this frothing chamber and an outlet 3 leading out of the frothing chamber.
  • a separate pressure line d is the
  • the elements 1, 2, 3, d are here designed as venturi nozzle, the pressure line d forming the inlet of the Venturi nozzle, the outlet 3 the outlet of the Venturi nozzle and the suction section 2 the take-off tube or the intake pipe of the Venturi nozzle.
  • the foaming chamber 1 corresponds to one
  • Venturi nozzle using the suction section 2 milk M from the vessel 4 foams this milk within the foaming chamber 1 by means of the supplied steam D and passes the resulting milk foam mixture MS via the outlet 3 from.
  • Vessel 4, suction section 2 and outlet 3 are designed and positioned so that both the suction of the milk M, as well as the discharge of the milk foam mixture MS from this or in this vessel 4 takes place.
  • suction section 2 and outlet 3 are designed and positioned so that both the suction of the milk M, as well as the discharge of the milk foam mixture MS from this or in this vessel 4 takes place.
  • suction section 2 and outlet 3 are designed and positioned so that both the suction of the milk M, as well as the discharge of the milk foam mixture MS from this or in this vessel 4 takes place.
  • suction section 2 and outlet 3 are designed and positioned so that both the suction of the milk M, as well as the discharge of the milk foam mixture MS from this or in this vessel 4 takes place.
  • suction section 2 and outlet 3 are designed and positioned so that both the su
  • the vertical position of the end 2a within the vessel 4, ie the distance between the bottom of the vessel 4 and the end 2a variable be adjustable.
  • This height regulation of the suction has the advantage that the foaming degree can be variably adjusted: If the end 2a is arranged just below the liquid level M in vessel 4, then the foaming degree is lower than when the end 2a is arranged near the bottom.
  • FIG. 2 shows a riser pipe machine 14 according to the invention, which incorporates such a milk frothing unit, which manages without any electrical and electromechanical components.
  • the riser machine 14 initially comprises, as a standard riser machine according to the prior Technique, a liquid container 9, which is provided at its upper end with an internally hollow external thread 20a, via its cavity 20h water F can be filled into the liquid container 9.
  • This liquid container 9 is made of a heat-resistant material and can therefore be placed on an external heat source H (eg electric stove) and heated over this.
  • H eg electric stove
  • the tubing machine 14 of the invention moreover an upper container 4, which is provided with an the above-described external thread 20a corresponding internal threads 20i and with this pressure-tight to the outer thread of the (lower) liquid container 9
  • a safety valve 19 is formed, which automatically opens from a pre-defined pressure of 4 bar inside the vessel 9 and thus prevents a safety hazard due to excessive pressure in the container 9.
  • riser 10 In contrast to a commercially available riser machine, however, no insert is provided in the machine 14, is filled into the coffee, which is then flowed through by rising liquid overpressure. Instead, the lower end 10u of the riser section 10 (hereinafter simply referred to as riser 10) terminates in the upper region of the liquid container 9 and, within the same, directly below the lower end of the outer container. thread 20a.
  • the distance of the lower end Lou of the riser 10 from the inside of the drawn up on 'the heating source H bottom of the liquid tank 9 is thus so large that lies with almost complete filling of the liquid container 9 with water F, the water level below this end Lou.
  • the lower end 10u of the riser 10 is in the
  • Liquid container 9 arranged and the upper end 10 o of the riser 10 within the upper container 4a.
  • the riser 10 thus leads from the upper portion of the Inrienraums of the container 9 within the thread 20a, 20i and through the bottom of the upper container 4a in the interior thereof.
  • the upper region of the riser 10 and its upper end 10 o are now formed as a feed section 5 of a milk frothing unit according to the invention.
  • the milk frothing unit is thus arranged here as an attachment on the upper end of the riser 10.
  • the foaming chamber 1, the intake section 2, the outlet 3 and the upper part of the riser 10 formed as a feed section 5 form a
  • Venturi nozzle 6 as follows: A first end of the suction section 2 is arranged in the bottom area of the interior of the upper container 4a. This end opens via a pipe section 2 a of the suction section 2 above the upper end 10 o of the riser 10 and above a predetermined degree of filling in the container 4 a (the maximum expected milk or
  • Milk foam filling level in the container 4a corresponds) in the Venturi nozzle attachment 6 of the milk frothing unit according to the invention.
  • This end of the suction section 2 opens within the Venturi nozzle 6 in the foaming chamber 1, which serves as a cavity in the form of a
  • Cross-sectional constriction 7 of the Venturi nozzle is formed.
  • the inner cross section of the venturi widens conically according to the Venturi nozzle principle and thereby forms the foaming chamber 1 facing the end of the outlet 3.
  • This end opens into a horizontal pipe section of the outlet 3, the followed by a short, downwardly bent portion over which, see below, the discharge of the milk foam mixture MS from the outlet 3 in the upper container or vessel 4a takes place.
  • the supply line section 5 or upper part of the riser pipe 10 opens from below into the bottleneck region 7, ie into the interior of the frothing chamber 1. According to the Venturi nozzle principle, the feed line section 5 tapers conically when it flows into the frothing chamber.
  • the operation of the riser machine 14 shown is as follows: First, water F is filled via the inside hollow external thread 20a of the liquid container 9, so through the hollow volume 20h in the liquid container 9 so that the water level under ⁇ half the position of the lower end of the riser lOu - res 10 is located. Subsequently, the upper container 4a (with the fixed thereto riser 5, 10 and the riser releasably fixed NursingaufCumtician 1, 2, 3, 6, 7) screwed pressure-tight with the lower liquid container 9. Then, the upper container 4a is filled with milk M. Subsequently, the water F is heated on the hearth H. In this way, above the liquid level in the container 9, a vapor pressure atmosphere D is formed. After a predetermined overpressure within the
  • Liquid container 9 is reached (see below), according to the riser principle water vapor D within the riser 10, so pushed through the supply section 5 of the NursingaufCumtician upwards.
  • Amount of milk foam by re-aspirating via the intake section 2, mixing with ascending water steam D and drainage over the outlet 3 can be sucked in and foamed several times.
  • the riser machine 14 thus shown represents an externally heated milk frother with a milk frothing unit according to the circulation principle in the single-chamber system.
  • the external heating H heats the water content F so that the vapor volume D is formed when the energy supply is sufficient.
  • To generate a sufficient overpressure in the container 9 is not only a pressure-tight connection 21 between the two containers 9 and 4a form, but also first the MilchaufJeumtician 1, 2, 3, 5, 6 and 7 pressure-tight to lock: This is done here, the milk frothing unit is designed as a mechanical lifting element 11.
  • the lifting element 11 has for this purpose a (not shown) lock on which can be manually locked down by pressing the NursingetzJeumtician first and only at a predefined minimum overpressure within the liquid container 9 (here: 1.0 bar) dissolves (whereby the lifting element 11 or the milk frothing unit is forced upward due to pressure, thereby permitting the steam D to flow through the feed line section 5, the frothing chamber 1 and the outlet 3 and thus sucking in the milk via the intake section 2.
  • the pressure exceeds the preloading force of the lifting element 11 or the NursingaufCumtician, the vapor D rises through the riser 10, 5 upwards into the foaming chamber 1 and sucked in the upper container 4a located milk M according to the Venturi principle described above through the intake section 2.
  • Tube section 2a arranged so that even at maximum filling level in the container 4a, a suction of air L is made possible.
  • air L can also be sucked into the intake section 2 via this air intake section 18.
  • the air intake section may be designed to be closable, so that after closing by means of the venturi effect over the section 2, 18 only milk (foaming) M, MS is sucked in, but no more air L. This provides the opportunity to quickly heat the milk, but may be paid for with a certain "dilution effect" by mixing with condensed steam.
  • the output of the foamed milk MS is thus again in the upper container. 4a.
  • the mixture in the upper container 4a is e.g. 100% milk.
  • foaming 1 and discharging 3 of milk M or milk foam MS the percentage of liquid milk -M in the upper container 4a continuously decreases.
  • the proportion of the milk foam MS increases, so that at the end of the process, which e.g. can be terminated independently by a user, the contents of the upper container 4a to a maximum of 100 percent
  • a timer with selectable running time can be integrated into the device 14, which is started by releasing the above-described locking of the lifting element 11.
  • a timer with selectable running time can be integrated into the device 14, which is started by releasing the above-described locking of the lifting element 11.
  • the container 9 In order to be able to generate the minimum overpressure (admission pressure) required within the liquid container 9 for the foaming process, the container 9 must be able to be sealed pressure-tight. This is done as described above by screwing the two elements 4a, 9 into each other by means of the seals 21. Alternatively, however, it is also possible to use joining techniques such as e.g. a Baj onettver gleich, a snap closure (one-sided with hinge or two-sided for complete removal of the upper part 4a) or other connection techniques provide. Only when the starting pressure required for the foaming process (here, for example: 1 bar) is reached, is the vapor passage D thus opened by the pressure-induced lifting of the lifting element 11 or the milk frothing unit through the riser pipe 10, 5 and the outlet 3.
  • the starting pressure required for the foaming process here, for example: 1 bar
  • the above-described lifting element 11 used for the form pressure generation can be realized in different ways: purely manually operated lifting elements, which are for example manually locked and released, are also conceivable as semi-automatic or fully automatic lifting elements.
  • semi-automatic lifting elements 11 for example, a manual actuation of the latch (sealing) done, the subsequent release of the latch can, for example after a predefined time (in time-dependent opening) at a predefined pressure (above a predetermined preload or Schnappele- management, "etc.) or due to the temperature (for example, using a bimetallic snap disk or a bimetal ⁇ ) are performed automatically.
  • the steam passage should hereby, after reaching the minimum overpressure, as promptly as possible, i. opened without significant time offset (principle of a pressure-controlled 2/2-way valve).
  • the implementation of this function is carried out here by forming the NursingaufMumtician as a lifting element such that this lifting element 11 has a detent position in a lower end position, in which the riser 10, 5 to the interior of the venturi 6 and the foaming chamber 1 is sealed. After exceeding the minimum overpressure, the lifting element 11 is pressed due to pressure in an upper end position, the latch thus solved so that steam D enters the Venturi nozzle 6 and the foaming process is started.
  • a switch can additionally be provided which, after pushing up the lifting element 11, starts the suction process via the suction section 2.
  • Fig. 3 shows another riser machine 14 according to the invention, the NursingaufJeumtician 1, 2, 3, 6, 7 here also in the form of an on the upper end 10 ⁇ the riser section 5, 10 placed and releasably fixed there lifting element 11 is formed.
  • the riser machine 14 does not comprise an upper container 4a which can be screwed onto the liquid container 9.
  • a filler neck 22 in the form of a hollow bore provided with an internal thread is formed on the upper side of the liquid container 9.
  • the lower end 10u of the riser section 10 has a corresponding external thread, with the aid of which this lower end 10u, after filling of the container 9 via the hollow bore of the filler neck 22 with water F in the filler neck 22 can be screwed.
  • the above-described locking is here at the upper end 10 o of the riser section 10 is formed (not shown), so that here, after tightening the lower end lou within the filler neck 22 first pressure tightness in the liquid container 9 is made.
  • the milk frothing unit or the lifting element 11 is raised in the upper region 10 o of the riser section 10, so that the liquid vapor D flows through the feed section 5 or the riser 10, the frothing chamber 1 and the outlet 3 and thus suction of the milk M can take place via the suction section 2.
  • the milk M is here sucked from an external vessel (cup 4b), which is placed on top of the liquid container 9 on this.
  • the lower ends of the suction portion 2 and the spout 3 are arranged and formed so that the above-described cycle for multiple suction and discharge of milk M or milk foam MS from / to the / the vessel 4 b can be realized.
  • Fig. 3 thus shows a modification of the principle described with reference to Fig.
  • FIG. 2 by modification of the vessel 4:
  • the formed in Fig. 2 upper container 4a is replaced here by a separate vessel 4b (glass, cup, container for intermediate transport or the like).
  • a connecting thread 20 together with sealing element 21 is thus not necessary here.
  • for filling the filler neck 22 is provided, which is here combined with the riser 10, 5.
  • the connection to the liquid container 9 takes place here via a threaded connector.
  • the filler neck 22 can also be arranged separately on the liquid container 9 or the pressure body, ie separated from the riser 10, fifth
  • This variant has the advantage that a transfer procedure is omitted, so that the foamed milk ⁇ foam mixture MS may be introduced directly into the appropriate container for consumption 4b.
  • the number of components for the realization of the circulatory function according to the invention decreases, thus reducing the unit cost.
  • the riser with the milk frother can be cleaned very easily manually or in a dishwasher.
  • Fig. 4 shows the formation of a NursingaufCumtician invention as an adapter 12 for connection to a commercial riser machine for preparing coffee.
  • This commercial riser machine 13 comprises a lower part or a liquid container 9 and a pressure-tight 21 on this lower part 9 aufschraubbares upper part 26 (collecting container).
  • the adapter 12 in United ⁇ connection with the commercial riser machine 13 is the coffee powder using the riser machine just omitted.
  • the adapter 12 has a hose section 24, at one end of which a clamping element 23 is formed. Using the clamping element
  • valve 25 which can be opened manually.
  • a predetermined minimum overpressure of e.g. 1 bar automatically opening valve 25 may be provided.
  • the hose section 24 forms the feed section of the milk frothing unit with which the steam D can be introduced into the frothing chamber 1 of the venturi nozzle 6 or into the cross-sectional constriction 7 of the venturi nozzle 6.
  • the valve 25 is opened manually, then flows
  • the adapter 12 (comprising elements 1, 2, 3, 6, 7, 23, 24 and 25), e.g. by
  • the elements 1, 2, 3, 6, 7 and 25 integrating housing unit (not shown here) formed and can be arranged so that the milk-milk froth circuit within an external, on the Top of the upper part 26 erected container 4 can be realized.
  • FIG. 4 thus shows a milk frothing unit according to the invention in the form of an adapter 12 for a standard riser machine or a commercially available espresso maker.
  • the adapter 12 with ⁇ means of the clamping unit 23 to the base unit or espresso maker 9, 26 pressure-tight manner.
  • the use for coffee powder (whose - lower - riser section into the water supply F protrudes) is not mounted.
  • This embodiment has the particular advantage of being able to produce milk foam with an additional device (adapter) by means of an already existing espresso maker.
  • FIG. 5 shows a modification of the principle shown in FIG. 4, in which the adapter 12 is a mobile adapter for placing on separate, for example, in addition to standard riser machines 13 set up 4 is formed.
  • the tube section 24 is extended so far that the milk frothing unit 1, 2, 3, 6, 7, 25 can be placed directly on the container 4 (for example drinking cup).
  • the container 4 for example drinking cup.
  • Hose length of e.g. 50 cm provided at the same time several drinking vessels 4 built side by side and prepared with milk. Is the
  • Housing unit (not shown) of the NursingaufCumtician suitably formed, i. allows them to quickly put the NursingaufCumtician on the individual external containers in succession, without causing the ejection of milk or milk foam from the respective processed container (this can be realized for example by a flat design of the lower housing end, the shape of the upper edge of the Containers 4 adapted), so a simultaneous foaming in several external vessels 4 is practically possible.
  • Start and stop of the foaming process can each be done by a realized in the above-described housing, manually operated switch.
  • a pressure switch which is automatically opened by placing the housing on a container 4 and closed by lifting the housing of this container again.
  • FIG. 6 shows a further embodiment in which the milk frothing unit is likewise designed as an adapter as shown in FIGS. 4 and 5 (so that only the differences from FIGS. 4 and 5 will be described below)
  • Adapter 15 is formed with its hose section 24 via a connecting element 27 for connection to the steam nozzle 16 of an electric coffee machine 17 (semi-automatic). If appropriate
  • Hose length 24 of e.g. 60 cm is, as described with reference to FIG. 5, a quasi simultaneous processing of several external containers 4 (glasses or cups) possible.
  • the coffee machine 16 may have an electronic control unit 8, which is connected via a control line 8a to the valve 25 and to an on the housing of the MilchierJeumtician (not shown), arranged optical sensor (not shown). Using the sensor can optically the
  • connection 8a is thus bidirectional.
  • the control electronics 8 automatically calculates a time for foaming the milk in the respective vessel 4.
  • the time can be adjusted so that it increases linearly with the amount of milk in the vessel 4 present.
  • it can also be provided a different control behavior. For example, with the aid of a relationship stored in a memory of the control electronics 8 in the form of a look-up table, the time duration can be adjusted so that, depending on the amount of milk M present in the container 4, a predetermined degree of foaming is achieved.
  • FIG. 6 no longer uses a commercially available espresso maker, but rather a ne electric coffee machine in the form of a semi-automatic portafilter machine, as it is known from the Gastro ⁇ nomie.
  • Such machines include for on ⁇ foaming of milk a steam nozzle 16, by means of which vapor from the machine can be derived, and wherein in a separate vessel by milk ⁇ A guide this steam can be foamed.
  • the Milchauftechnology is connected to this steam nozzle 16 then use the connection element ⁇ 27th
  • the preparation of milk froth can thus also be simplified and streamlined in the case of the semi-automatic machines described above, and a quantity of foam with sufficient amounts can be achieved.
  • Figure 7 shows a part of the coffee machine according to the invention, the NursingaufMumussi is formed on the basis of the Venturi nozzle principle already described.
  • the components of this device which correspond to the previous exemplary embodiments are identified by the same reference numerals, so that only the differences will be described below.
  • a motor 71 and an air pump 73 operated by the latter are provided with a compressed air source for supplying air L in a line 76 for supplying air.
  • the pump 73 (which also acts as a valve) opens via a simple T-shaped line piece 75 in a steam supply line 77.
  • steam generator 70 for generating superheated steam D is initially provided in the steam supply line 77 (seen in the flow direction)
  • a controllable shut-off valve (valve 74) is provided in line 77 before the line 76 opens into the line 77.
  • the line section downstream of the mouth of the air supply line 76 into the steam supply line 77 is formed as a supply line section 5, in this case as an inlet of the Venturi nozzle 6.
  • the Venturi nozzle 6 is thus supplied with steam or a mixture D / L of steam and air under overpressure.
  • the mixing ratio of steam and air in the mixture D / L can be adjusted via a control of the valve 74 and the delivery rate of the pump 73.
  • the latter elements are connected to a control electronics, not shown here (corresponding to the control electronics 8 shown in FIG. 6), which controls these elements.
  • Venturi nozzle 6 is formed) is in the intake section 2 (in its chamber 1 end facing), ie in the intake manifold of the venturi 6, a temperature sensor 50 is arranged. This is designed here as a thermal resistor and, via a data line, not shown, also connected to the (not shown) control electronics.
  • the tube of the supply line section 5 and the tube of the outlet 3 are aligned here, so they are arranged along one and the same straight line (dashed line in FIG. 7), so that the mixture D / L can open into the outlet 3 without braking.
  • the temperature of the milk M or the milk foam mixture MS can be detected immediately upstream of the foaming chamber 1.
  • the flow characteristics of the venturi can then be controlled on the basis of the measured temperature ⁇ the by controlling the amount and / or the feed rate (supplied amount per unit time) of steam D and / or air L varies in the supply section 5 by suitable adjustment of the elements 73 and 74 becomes.
  • the mixing ratio D / L of steam and air in the supply of the Venturi nozzle can also be varied depending on the detected temperature measured value.
  • the supply of steam and thus the total preparation of the milk / milk froth upon reaching a target temperature can be terminated by means of the valve 74.
  • the supply of the amount of air or the air supply duration can also be temperature-dependent in order to obtain the desired foaming result. It can not only the
  • Absolute temperature but also the rate of increase in temperature can be used as a control parameter, since this allows a conclusion on the amount of milk supply at known Dampfzu November University.
  • the air supply line 76 (with the elements 71 and 73) can also be omitted: In this case (here dashed lines) at the end of the suction section 2 (similar to that described for Fig. 2), an air intake section 18 (eg simple air hole ) may be provided, via the means of the inflowing via the inlet section 5 steam D according to the Venturi principle air from the environment to the frothing chamber 1 is carried away.
  • an air intake section 18 eg simple air hole
  • the temperature sensor 50 can also be used on the ren or at the lower end 3a of the outlet 3 may be arranged within the same.
  • the mutually connected (ie the foaming chamber 1 facing) ends of the suction section 2, the outlet 3 and the supply line section 5 are formed here as a hose branch 80.
  • the Schlauchver ⁇ branch 80 thus forms the venturi 6 and the cross-sectional constriction 7 of the same.
  • the hose branch 80 is designed as a rigid element; the sections of the suction section 2 and the outlet 3 (which can then be dipped into the vessel 4) connected to this hose branch 80 are flexibly formed.
  • the hose branching 80 may also be designed to be flexible, and the sections of the elements 2, 3 and 5 connected thereto may then be rigid.
  • the venturi nozzle 6 of the automatic coffee machine according to the invention has a variable cross-section.
  • the suction tube is used
  • a retractable mechanical piston 81 is arranged in the wall of a bore in which a retractable mechanical piston 81 is arranged.
  • This piston 81 is connected via a control line (not shown) to the control electronics. With the control electronics can thus be realized on the control line a retraction and retraction of the interior of the intake pipe 2 facing the piston end.
  • the control electronics can thus be realized on the control line a retraction and retraction of the interior of the intake pipe 2 facing the piston end.
  • the piston 81 in the region of the constriction 7, so that the constriction itself has a variable cross-section.
  • Another alternative is to change the aspect ratio or one of the cross sections by variably squeezing a flexible tube (elements 2, 3 and / or 5).
  • the elements 2 and 3 can be made flexible eg as flexible silicone hoses.
  • the supply line section 5 and the hose branching 80 can be arranged fixedly in a housing of a fully automatic coffee machine or semi-automatic machine.
  • this can also be achieved by way of a flexibly designed hose branch, as a result of which the intake pipe and the outlet of the Venturi nozzle are easily movable, so that a bearing which can pivot almost freely can be formed between the elements 2, 3 and 5.
  • Complex mechanical bearings of the suction and outlet sections of the milk frothing unit eg based on ball joints
  • the milk frothing process described in FIG. unit can also be cleaned easily, quickly and thoroughly.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Milchaufschäumeinheit umfassend eine Aufschäumkammer, einen in die Aufschäumkammer führenden Ansaugabschnitt und einen aus der Aufschäumkammer heraus führenden Auslauf, wobei die Aufschäumkammer, der Ansaugabschnitt und der Auslauf so ausgebildet sind, dass Milch über den Ansaugabschnitt ansaugbar und in die Aufschäumkammer führbar und darin mit dieser Aufschäumkammer zugeführtem Gas und/oder Dampf, insbesondere Luft und/oder Wasserdampf, aufschäumbar ist und dass die durch das Aufschäumen resultierende Milchschaummischung über den Auslauf aus der Aufschäumkammer ableitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufschäumkammer, der Ansaugabschnitt und der Auslauf so ausgebildet und angeordnet sind, dass die anzusaugende Milch und die abgeleitete Milchschaummischung in einem Kreislauf führbar sind.

Description

Milchaufschäumeinheit nach dem Umlaufprinzip
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Milchaufschäumeinheit zum Aufschäumen von Milch mittels zugeführtem Gas und/oder Dampf (Luft und/oder Wasserdampf) gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine Steigrohrmaschine (insbesondere einen Espressokocher) und einen Kaffeevollautomaten enthaltend eine solche. Milchaufschäumeinheit sowie auf ein entsprechendes Verfahren zum Aufschäumen von Milch. Die Milchaufschäumeinheit gemäß der Erfindung kann insbesondere auch als Adapter zum Anschluss an eine handelsübliche Steigrohrmaschine oder als Adapter zum Anschluss an eine Dampfdüse einer elektrischen Kaffeemaschine (insbesondere eines so genannten Halbautomaten) ausgebildet sein.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Geräte zur Herstellung von Milchschaum bekannt. Eine Geräteklasse funktioniert alleine durch mechanische Bewegung bzw. durch Einbringen von mechanischer Ener gie in die Milch (Eintauchen eines mechanisch bewegten Schaumkopfes in die Milch) . Auch ist es bei halb automatischen Geräten bekannt, im Gerät erzeugten Dampf in heiße Milch, die sich in einem externen Gefäß befindet, einzuleiten; der Dampf steigt dann von unten nach oben in. der Milch auf, wodurch eine gleichzeitige Erwärmung und Verschäumung der Milch erfolgt (Einbringen von Wärmeenergie in die Milch) . Schließlich sind bei Kaffeevollautomaten Milchaufschäumeinheiten bekannt, die je nach angewähltem Getränk zusätzlich (auf Knopfdruck) auch Milchschaum herstellen. Hierbei erfolgt das Verschäumen in einem so genannten Schäumer, bei dem die angesaugte Milch aus einem ersten separaten Gefäß (z.B. Tetra-Pak ent haltend Milch) eingesaugt, im Gerät aufgeschäumt und dann an ein zweites externes Gefäß (Tasse oder Glas) ausgegeben wird.
Die aus dem Stand der Technik bekannten
Milchaufschäumer bzw. Milchaufschäumeinheiten haben jedoch zumindest einen der folgenden Nachteile:
- Die Qualität des Milchschaums ist nur schwer reproduzierbar,
- die Herstellung des Milchschaums erfordert einen hohen Zeitaufwand,
- die Herstellung des Milchschaums ist nur schwerlich ohne Verschmutzungen möglich (insbesondere gilt dies für das Einleiten von Dampf in die in ein externes Gefäß eingefüllte Milch; bei nicht optimaler Handhabung erfolgt hier oft ein Ausspritzen von Milch und/oder Milchschaum aus diesem Gefäß) und/oder
- der Aufschäumgrad der Milch (d.h. derjenige Anteil von Milch, der in Milchschaum umgesetzt wird) lässt sich nur schwer reproduzieren und/oder nur innerhalb eines vergleichsweise engen Bereiches einstellen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Milchaufschäumeinheit zur Verfügung zu stellen, mit der auf einfache, zuverlässige und reproduzierbare Art und Weise qualitativ hochwertiger Milchschaum hergestellt werden kann und der Aufschäumgrad der Milch reproduzierbar in einem weiten Bereich variiert werden kann. Aufgabe ist es darüber hinaus, mit einer entsprechenden Milchaufschäumeinheit versehene Steigrohrmaschinen und/oder Kaffeevollautomaten sowie ein entsprechendes Aufschäumverfahren zur Verfügung zu stellen.
Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Milchaufschäumeinheit gemäß Anspruch 1, durch eine erfindungsgemäße Steigrohrmaschine gemäß Anspruch 12, durch einen erfindungsgemäßen Kaffeevollautomaten gemäß Anspruch 15 sowie durch ein erfindungsgemäßes Aufschäumverfahren gemäß Anspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten lassen sich jeweils den abhängigen Ansprüche entnehmen. Insbesondere kann eine erfindungsgemäße Milchaufschäumeinheit auch als Adapter zum Anschluss an eine Dampfdüse eines Halbautomaten oder zum Anschluss an eine handelsübliche Steigrohrmaschine (extern beheizte Espressomaschine) ausgebildet sein.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung zunächst allgemein, dann anhand von mehreren Ausführungsbeispielen beschrieben. Die in den einzelnen Ausführungsbeispielen gezeigten Merkmale der vorliegenden Erfindung müssen dabei nicht genau in den in den Ausführungsbeispielen gezeigten Kombinationen miteinan- der verwirklicht werden, sondern können im Rahmen des durch die Patentansprüche vorgegebenen Schut zumfangs auch in anderen Kombinationen miteinander verwirklicht sein. Insbesondere können einzelne der in den Ausführungsbeispielen gezeigten Merkmale auch weggelassen werden oder anders mit weiteren gezeigten Merkmalen kombiniert werden.
Sofern nicht anders gesagt, werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter Steigrohrmaschinen bzw. Vorrichtungen nach dem Steigrohrprinzip extern oder intern beheizbare Vorrichtungen verstanden, die einen Flüssigkeitsbehälter aufweisen, in den ein Steigrohrabschnitt bzw. ein Steigrohr mündet. Die Mündung erfolgt dabei so, dass erhitzte Flüssigkeit und/oder Flüssigkeitsdampf (nach Entstehen eines Überdrucks im Flüssigkeitsbehälter) aus dem Flüssigkeitsbehälter durch den Steigrohrabschnitt nach oben gedrückt und abgeführt bzw. weiterverwendet werden kann/können. Aufbau und Wirkprinzip einer solchen Steigrohrmaschine sind dem Fachmann dabei grundsätzlich bekannt.
Sofern nachfolgend nichts anderes gesagt ist, sind die erfindungsgemäß ausgebildeten Steigrohrmaschinen und/oder die erfindungsgemäß zusammen mit erfindungsgemäßen, z.B. als Adapter ausgebildeten Milchaufschäumeinheiten einsetzbaren Steigrohrmaschinen so ausgebildet, dass das untere Ende des Steigrohrab¬ schnitts bzw. Steigrohres im oberen Bereich des
Flüssigkeitsbehälters, also oberhalb des Flüssigkeitspegels bei aufgefülltem Flüssigkeitsbehälter endet. Demgemäß erfolgt nach dem Ausbilden eines Überdrucks (durch Erhitzen der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter) kein Aufsteigen von Flüssigkeit durch das Steigrohr, sondern lediglich ein Durchdrücken von oberhalb des Flüssigkeitspegels ausgebildetem Flüssigkeitsdampf durch das Steigrohr. Erfindungsgemäß wird somit, sofern nichts anderes gesagt ist, lediglich Flüssigkeitsdampf (Wasserdampf) durch das Steigrohr gepresst und erfindungsgemäß (wie nachfolgend noch im Detail beschrieben wird) verwendet. Dies kann im einfachsten Fall durch Einhalten eines ausreichenden Abstandes des unteren Endes des Steigrohres zum Innenboden des Flüssigkeitsbehälters realisiert sein.
Eine Steigrohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung muss darüber hinaus (wie in den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen noch klar wird) nicht sämtliche, bei einer handelsüblichen Steigrohrmaschine (insbesondere: Espressomaschine) vorhandenen Einzelteile umfassen: Insbesondere kann das obere Behältnis (in das bei handelsüblichen Steigrohrmaschinen der durch das Steigrohr aufgestiegene, erhitzte Kaffee eingeleitet wird) entfallen. Ebenso können das untere und das obere Durchflusssieb sowie der Aufnahmebehälter für das Kaffeepulver entfallen. Dies schließt jedoch nicht aus, dass eine erfindungsgemäße Steigrohrmaschine so ausgebildet ist (z.B. durch Vorsehen mehrerer, austauschbarer Einsätze) , dass sie sowohl zum Herstellen von Kaffee, als auch zum Aufschäumen von Milch verwendet werden kann.
Die grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung ist es, die Milch anzusaugen, die angesaugte Milch mit-' hilfe von zugeführtem Gas und/oder Dampf (Luft und/oder Wasserdampf) aufzuschäumen und die durch das Aufschäumen resultierende Mischung aus Milch und Milchschaum (nachfolgend abgekürzt auch als Milchschaummischung oder noch kürzer als Milchschaum bezeichnet) so abzuleiten, dass die anzusaugende Milch und die abgeleitete Milchschaummischung in einem Kreislauf geführt werden bzw. geführt werden können. Insbesondere kann ein solcher Kreislauf bzw. Umlauf von Milch und/oder Milchschaum (die erfindungsgemäße Milchaufschäumeinheit arbeitet somit nach einem Um¬ laufverfahren) im Rahmen eines Einkammersystems, d.h. unter Verwendung ein und desselben Gefäßes zum Vorhalten der anzusaugenden Milch und des abgegebenen Milchschaums erfolgen.
Das Ansaugen der Milch kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise nach dem Venturi-Prinzip erfolgen, grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, eine oder mehrere Förderpumpe (n) zum Ansaugen, Aufschäumen und Ableiten der Milch und/oder des Milchschaums einzusetzen. Der Kreislauf bzw. Umlauf aus Ansaugen, Aufschäumen und Ableiten kann dabei so lange fortgesetzt werden, bis ein vom Bediener gewünschter Prozentsatz an Milchschaum (bis hin zu einem Aufschäumgrad von 100 %, d.h. alle vorhandene Milch ist in Milchschaum umgewandelt) erreicht ist: die Mischung aus Milch und Milchschaum kann somit mehrfach und so häufig durch die erfindungsgemäße Milchaufschäumeinheit hindurch geleitet werden, bis ein gewünschter Aufschäumgrad erreicht ist.
Mit anderen Worten bedeutet das erfindungsgemäße Vorsehen eines Kreislaufs bzw. UmlaufVerfahrens , dass die noch nicht in Milchschaum umgewandelte Milch mehrfach angesaugt, aufgeschäumt und abgeleitet werden kann. Wird dabei genau ein Gefäß verwendet (Ein¬ kammersystem) , so bedeutet dies, dass die Vorratskammer (für Milch) und die Ableit- bzw. Auslaufkammer (für Milchschaum) identisch sind.
Wie nachfolgend noch näher beschrieben, können im Rahmen der Erfindung externe Heizquellen eingesetzt werden, sodass die Erfindung z.B. in Steigrohrmaschinen ohne den Einsatz jeglicher elektrischer und/oder elektromechanischer Bauteile verwirklicht werden kann. Alternativ dazu können die Steigrohrmaschinen jedoch auch mit elektrischen Heizquellen zum Heizen der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter versehen sein.
Erfindungsgemäß ist insbesondere auch die Integration einer Regelelektronik möglich, welche den Auf'schäum- prozess dann beendet, wenn die Milch vollständig aufgeschäumt ist, wenn ein vorbestimmter Aufschäumgrad erreicht ist und/oder wenn (in Abhängigkeit von einer eingefüllten Milchmenge) eine vörbestimmte Prozessdauer erreicht ist. Hierzu kann entweder eine reine Zeitsteuerung (Beenden des Aufschäumens nach einer vordefinierten Zeitspanne, z.B. nach 5 bis 10 Sekunden) erfolgen: beispielsweise kann innerhalb des Ansaugabschnitts ein optischer Sensor angeordnet werden, mit dessen Hilfe der Beginn des Ansaugvorgangs erfasst werden kann, indem das Abdecken des optischen Sensors durch die durchströmende Milch detektiert wird (was als Beginn der vorbeschriebenen Zeitspanne gewertet wird) . Oder ein vorbestimmter Aufschäumgrad kann, über verschiedene Verfahren, detektiert werden: Beispielsweise ist es möglich, mittels des vorbe¬ schriebenen Sensors bzw. einer Lichtschranke im Ansaugabschnitt auf optischem Weg eine Unterscheidung zwischen Flüssigkeit und einem Luft-Schaum-Gemisch bzw. zwischen verschiedenen Anteilen an Flüssigkeit im angesaugten Gemisch vorzunehmen. Auch kann der Füllstand in dem Gefäß (beispielsweise ebenfalls auf optischem Weg z.B. mit einer Lichtschranke) bestimmt werden, wobei der Füllstand im Gefäß mit zunehmendem Aufschäumgrad zunimmt. Ebenfalls sind Audiomessungen (Auswertung des sich mit zunehmendem Aufschäumgrad verändernden Ansauggeräusches) denkbar. Die vorbe¬ schriebenen Regelverfahren können auch in Kombination eingesetzt werden, ebenso sind alternativ dazu oder auch in Verbindung mit den vorbeschriebenen Regelver¬ fahren Bildverarbeitungsverfahren einsetzbar (optische Erfassung und Auswertung der Milchschaummessung im Gefäß und/oder im Ansaugabschnitt beispielsweise mit Hilfe von CCD-Sensoren oder CMOS-Sensoren) .
Erfindungsgemäß ist es auch möglich, die Milchaufschäumeinheit mit einem Temperatursensor zu versehen. Dieser kann beispielsweise im Einlass, im
Querschnittsverengungsbereich oder im Auslass der Venturidüse einer erfindungsgemäßen Milchaufschäumeinheit so angeordnet werden, dass mit ihm die Temperatur der Milch bzw. der Milchschaummischung erfasst und, auf Basis der erfassten Temperatur, die Zufuhr an Gas und/oder Dampf in die Aufschäumkammer der Venturidüse geregelt werden kann.
Eine erfindungsgemäße Milchaufschäumeinheit umfasst eine Aufschäumkammer, einen in diese Aufschäumkammer führenden Ansaugabschnitt und einen aus der Aufschäumkammer heraus führenden Auslauf. Die Aufschäumkammer, der Ansaugabschnitt und der Auslauf sind so ausgebildet, dass Milch über den Ansaugabschnitt angesaugt werden kann und in die Aufschäumkammer geführt wird. Die Milch wird dann mit Gas und/oder Dampf (insbesondere in Form von Luft und/oder Wasserdampf) in der Aufschäumkammer aufgeschäumt. Die durch das Aufschäumen resultierende Milchschaummischung wird über den Auslauf aus der Aufschäumkammer abgeleitet. Aufschäumkammer, Ansaugabschnitt und Auslauf sind dabei so ausgebildet, ausgeformt und angeordnet, dass die in die Aufschäumkammer anzusaugende Milch (bzw., sofern der Kreislauf bereits einmal durchlau- fen wurde, die anzusaugende Mischung aus Milch und Milchschaum) und die aus der Aufschäumkammer abgeleitete Milchschaummischung in einem Kreislauf geführt . werden.
Bevorzugt erfolgt das Ausbilden und Anordnen der vorgenannten Bauteile der Milchaufschäumeinheit so, dass ein und dasselbe Gefäß zum Ansaugen von Milch bzw. der Mischung aus Milch und Milchschaum und zum Ableiten der durch das Aufschäumen resultierenden Mischung verwendet wird. Aufschäumkammer, Ansaugabschnitt und Auslauf sind also so ausgebildet und angeordnet, dass ein und dieselbe Menge an Milch und/oder Milchschaum mehrfach durch diese drei Einheiten hindurch geleitet werden kann.
Die Länge des Auslaufs kann dabei vorteilhafterweise so gestaltet sein, dass das der Aufschäumkammer 1 abgewandte Ende des Auslaufs (Mündungsöffnung des Auslaufs) unterhalb des Flüssigkeitsstands der Milch, also z.B. in Bodennähe des Gefäßes positionierbar ist. Eine derartige Verlängerung des Auslaufs bis unterhalb der Milchoberfläche im Gefäß hat den Vorteil, dass ein Spritzen und eine Bildung von groben Blasen vermieden werden kann.
Vorteilhafterweise wird die Milch mithilfe eines Differenzdrucks über den Ansaugabschnitt in die Aufschäumkammer angesaugt, dort aufgeschäumt und über den Auslauf wieder abgeleitet bzw. dem Kreislauf erneut zugeführt. Hierzu kann insbesondere eine in die Aufschäumkammer führende weitere Zuleitung (nachfolgend: Zuleitungsabschnitt) vorgesehen sein, mit der das Gas und/oder der Dampf in die Aufschäumkammer geleitet werden können, wobei dann Aufschäumkammer, An¬ saugabschnitt, Auslauf und Zuleitungsabschnitt bevor- zugt in Form einer Venturidüse ausgebildet sind. Die Aufschäumkammer kann dabei den
Querschnittsverengungsbereich dieser Venturidüse und/oder des aus Zuleitungsabschnitt und Auslauf be- stehenden Durchflusselementes ausbilden, der Ansaugabschnitt mündet dann in diesen Querschnittsverengungsbereich (das Venturidüsen-Prinzip ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt: Durch die Verengung der Venturidüse. reißt das/der durch den Zuleitungsab- schnitt einströmende Gas und/oder Dampf über den im
Querschnittsverengungsbereich .angesetzten Ansaugabschnitt die Milch mit, hierdurch erfolgt ein Aufschäumen der Milch im Bereich der
Querschnittsverengung bzw. der Aufschäumkammer, bevor die so realisierte Mischung über den Auslauf abgegeben wird) .
Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, mindestens eine Förderpumpe zum Ansaugen der Milch über den Ansaugabschnitt, zum Fördern derselben in die Aufschäumkammer und zum Ableiten der Milchschaummischung über den Auslauf vorzusehen. Die Förderpumpe (n) bewirkt/bewirken dabei vorteilhafterweise auch die Zufuhr des Gases und/oder des Dampfes in die Aufschäum- kämmer.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltungsform, die .bevorzugt im Rahmen eines mit einer Dampfdüse versehenen Halbautomaten oder eines mit einer Dampf- und Luftzufuhr versehenen Kaffeevollautomaten realisiert wird, sind der Zuleitungsabschnitt, der Ansaugabschnitt und der Auslauf über eine Schauschlauchverzweigung miteinander verbunden. Wird erfindungsgemäß das Venturi-Prinzip realisiert, so kann die Schlauchverzweigung die Venturidüse, einen Teil derselben, den Querschnittsverengungsbereich der Venturidüse oder einen Teil desselben ausbilden.
In einer weiteren vorteilhalten Ausführungsform auf Basis des Venturidüsen-Prinzips ist der Ansaugbereich oder die Venturidüse und/oder der
Querschnittsverengungsbereich derselben (beispielsweise auf Basis eines den Leitungsquerschnitt im Ansaugbereich oder im Querschnittsverengungsbereichs verändernden, ausfahrbaren Kolbens) hinsichtlich des Querschnitts veränderbar.
In einer weiteren vorteilhaften Variante kann die Milchaufschäumeinheit als Adapter ausgebildet sein, der zum Anschluss an eine handelsübliche Steigrohrma- schine (zum Zubereiten eines Heißgetränks, insbesondere Kaffee) geeignet ist. Die einzelnen Bauteile der Milchaufschäumeinheit sind dann an die Steigrohrmaschine so angepasst, dass der (nach Ausbilden des Überdrucks im Flüssigkeitsbehälter entstehende) Flüssigkeitsdampf durch den Steigrohrabschnitt der
Steigrohrmaschine gedrückt und in die Aufschäumkammer der Milchaufschäumeinheit eingeleitet werden kann. Der durch den Überdruck getriebene Dampf kann somit zum Aufschäumen der Milch in der Aufschäumkammer ein- gesetzt werden.
Ebenso ist es möglich, die Milchaufschäumeinheit als Adapter zum Anschluss an die Dampfdüse einer elektrischen Kaffeemaschine (Halbautomat) auszubilden: Die einzelnen Bauteile der Milchaufschäumeinheit werden dabei z.B. so realisiert, dass der Zuleitungsabschnitt der Milchaufschäumeinheit an der Dampfdüse festgeklemmt wird. Der aus der Dampfdüse ausströmende Dampf kann dann über den Zuleitungsabschnitt in die Aufschäumkammer der Milchaufschäumeinheit eingeführt werden und zum Aufschäumen der Milch benutzt werden. Bei einer erfindungsgemäßen, eine erfindungsgemäße Milchaufschäumeinheit umfassenden Steigrohrmaschine kann es sich insbesondere um eine ohne jegliche elektrische und elektromechanische Bauteile ausgebil¬ dete Steigrohrmaschine handeln. Diese umfasst einen Flüssigkeitsbehälter, in dem Flüssigkeit (Wasser) mittels einer Heizquelle erhitzt werden kann. Die Heizquelle ist bevorzugt eine externe Heizquelle (beispielsweise ein Elektro- oder Gasherd, auf den die Steigrohrmaschine gestellt wird) , alternativ dazu kann jedoch auch eine , in die Steigrohrmaschine eingebaute, interne Heizquelle (z.B. eine Heizschlange nach dem Wasserkocherprinzip) zum Erhitzen der Flüssigkeit vorgesehen sein. Die Steigrohrmaschine weist darüber hinaus einen Steigrohrabschnitt auf, der so ausgebildet und angeordnet ist, dass durch Erhitzen der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter entstehender Flüssigkeitsdampf (Wasserdampf) durch einen im
Flüssigkeitsbehälter durch das Erhitzen ausgebildeten Überdruck durch den Steigrohrabschnitt nach oben getrieben wird. Hierzu kann das untere, in den Flüssig¬ keitsbehälter mündende Ende des Steigrohrabschnitts so im Flüssigkeitsbehälter platziert werden, dass es sich, auch bei nahezu vollständig aufgefülltem
Flüssigkeitsbehälter, noch oberhalb des Flüssigkeitspegels im Flüssigkeitsbehälter befindet. Das untere Ende ist in diesem Fall so angeordnet, dass ein überdruckbedingtes Aufsteigen von Flüssigkeit durch den Steigrohrabschnitt verhindert wird, dass also lediglich ein Aufsteigen von Dampf durch den Steigrohrabschnitt ermöglicht ist.
Der Steigrohrabschnitt bzw. sein oberes Ende ist dann so ausgebildet und angeordnet, dass mit ihm der aufsteigende Flüssigkeitsdampf in die Aufschäumkammer der in die Steigrohrmaschine integrierten Milchauf¬ schäumeinheit gedrückt wird und damit ein Aufschäumen der Milch möglich ist. Der Steigrohrabschnitt bzw. sein oberes Ende kann hierzu als zumindest ein Teil des vorbeschriebenen Zuleitungsabschnittes . der Milchaufschäumeinheit ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Steigrohrmaschine so ausgebildet, dass der Flüssigkeitsdampf erst ab einem vorbestimmten Mindest-Überdruck im Flüssigkeitsbehälter (bevorzugt im Bereich von 0.2 bis 4 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 0.5 bis 1.5 bar) durch den Steigrohrabschnitt nach oben aufsteigen kann. Dies kann, wie nachfolgend noch im Detail beschrieben wird, beispielsweise mithilfe eines Hubelementes realisiert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsvariante weist die Steigrohrmaschine ein oberes, mit dem Flüssigkeitsbehälter verbindbares (bevorzugt druck¬ dicht verbindbares und/oder verschraubbares ) Behältnis auf, das als dasjenige Gefäß, aus dem die Milch ansaugbar ist und in das die aus dieser Milch durch das Aufschäumen resultierende Milchschaummischung ableitbar ist, ausgebildet ist.
Ebenso ist es denkbar, die erfindungsgemäße Milchschaumeinheit in einen Kaffeevollautomaten so zu integrieren, dass innerhalb des Kaffeevollautomaten die anzusaugende Milch und die abgeleitete Milchschaummischung in einem Kreislauf führbar sind. Hierzu kann innerhalb des Kaffeevollautomaten ein geeigneter Milchaufnahmebehälter ausgebildet sein, der eine entsprechende Kreislaufführung erlaubt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausfüh- rungsbeispielen beschrieben. Dazu zeigen:
Fig. 1 ein grundlegendes Kreislaufprinzip gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Steigrohrmaschine, die eine erfindungsgemäße Milchaufschäumeinheit integriert. Fig. 3 eine weitere erfindungsgemäße Steigrohrmaschine, die eine erfindungsgemäße Milchaufschäumeinheit integriert.
Fig. 4 eine als Adapter zum Anschluss an eine Steig- rohrmaschine ausgebildete, erfindungsgemäße Milchaufschäumeinheit.
Fig. 5 eine weitere, als Adapter ausgebildete, erfindungsgemäße Milchaufschäumeinheit zum Anschluss an eine Steigrohrmaschine.
Fig. 6 eine als Adapter zum Anschluss an eine Dampf- düse einer elektrischen Kaffeemaschine ausgebildete, erfindungsgemäße Milchaufschäumeinheit .
Fig. 7 einen mit einer Dampf- und Luftzufuhr versehenen Kaffeevollautomaten, mit dem eine erfindungsgemäße Milchaufschäumeinheit abschnittsweise flexibel verbunden ist.
Fig. 1 skizziert eine erfindungsgemäße Milchaufschäumeinheit, die eine Aufschäumkammer 1, einen in diese Aufschäumkammer führenden Ansaugabschnitt 2 und einen aus der Aufschäumkammer herausführenden Auslauf 3 aufweist. Über eine separate Druckleitung d ist dem
Inneren der Aufschäumkammer 1 Wasserdampf D unter Überdruck zuführbar. Die Elemente 1, 2, 3, d sind hier als Venturidüse ausgebildet, wobei die Druckleitung d den Einlass der Venturidüse, der Auslauf 3 den Auslass der Venturidüse und der Ansaugabschnitt 2 das Abnahmerohr bzw. das Ansaugrohr der Venturidüse bilden. Die Aufschäumkammer 1 entspricht einer
Querschnittsverengung der Leitungsführung von der Druckleitung d hin zum Auslauf 3, wobei der Ansaugabschnitt 2 an dieser Engstelle des Querschnitts in diese Leitungsführung, also in die Aufschäumkammer führt. Ein in Strömungsrichtung vor der Aufschäumkammer 1 in den Kreislauf führender Luftansaugabschnitt 18 (der in der Regel mit seinem einen Ende in den Ansaugabschnitt 2 mündet und dessen anderes Ende zum Ansaugen von Luft L oberhalb des maximal zu erwartenden Füllstands im Gefäß 4, siehe nachfolgend, angeordnet ist) kann hier vorteilhafterweise ebenfalls vorhanden sein, ist jedoch hier nicht gezeigt. Wird unter Druck Dampf D durch die Druckleitung d in die Aufschäumkammer 1 gepresst, so saugt, nach dem dem Fachmann bekannten Venturiprinzip, die
Venturidüse mithilfe des Ansaugabschnitts 2 Milch M aus dem Gefäß 4 an, schäumt diese Milch innerhalb der Aufschäumkammer 1 mittels des zugeführten Dampfes D auf und leitet die entstehende Milchschaummischung MS über den Auslauf 3 ab. Gefäß 4, Ansaugabschnitt 2 und Auslauf 3 sind dabei so ausgebildet und positioniert, dass sowohl das Ansaugen der Milch M, als auch das Ausleiten der Milchschaummischung MS aus diesem bzw. in dieses Gefäß 4 erfolgt. Hierzu ist hier das ansaugende, aufschäumkammer-abgewandte Ende 2a des Ansaugabschnitts 2, in Bezug auf einen vorbestimmten
Flüssigkeitspegel im Gefäß 4 gesehen, unterhalb die- ses Flüssigkeitspegels und das die Milchschaummischung MS abgebende, aufschäumkammer-abgewandte Ende 3a des Auslaufs 3 oberhalb dieses Flüssigkeitspegels angeordnet. Vertikal gesehen sind hier somit diese beiden Enden 2a, 3a beabstandet voneinander angeordnet, wobei das ansaugende Ende 2a des Ansaugab¬ schnitts 2 im Bereich des Innenbodens des Gefäßes 4, jedoch beabstandet von diesem angeordnet ist. Alternativ dazu ist es jedoch auch denkbar, die beiden Enden 2a, 3a auf ein und demselben Niveau unterhalb des vorbestimmten Flüssigkeitspegels (der einem Mindest- füllgrad an Milch im Gefäß 4 entspricht) und im Bereich des Innenbodens des Gefäßes 4 anzuordnen. In einer weiteren Ausführungsform kann (z.B. über eine rein manuell einstellbare Niveau- bzw. Höhenregulierung oder aber auch über eine elektrische Regelung) die vertikale Lage des Endes 2a innerhalb des Gefäßes 4, also der Abstand zwischen dem Boden des Gefäßes 4 und dem Ende 2a variabel einstellbar sein. Diese Höhenregulierung der Ansaugung hat z.B. den Vorteil, dass der Aufschäumgrad variabel eingestellt werden kann: Wird das Ende 2a knapp unterhalb des Flüssigkeitspegels M in Gefäß 4 angeordnet, so ist der Aufschäumgrad geringer als bei Anordnung des Endes 2a in Bödennähe .
Das in Bezug auf Fig. 1 beschriebene Prinzip ist, sofern nichts anderes gesagt ist, in der beschriebenen Form als Milchaufschäumeinheit in den nachfolgenden weiteren Ausführungsbeispielen integriert.
So zeigt Fig. 2 eine erfindungsgemäße, eine solche Milchaufschäumeinheit integrierende Steigrohrmaschine 14, die ohne jegliche elektrische und elektromechani- sche Bauteile auskommt.
Die Steigrohrmaschine 14 umfasst zunächst, wie eine handelsübliche Steigrohrmaschine nach dem Stand der Technik, einen Flüssigkeitsbehälter 9, der an seinem oberen Ende mit einem innen hohlen Außengewinde 20a versehen ist, wobei über dessen Hohlraum 20h Wasser F in den Flüssigkeitsbehälter 9 eingefüllt werden kann. Dieser Flüssigkeitsbehälter 9 ist aus einem hitzebeständigen Material und kann daher auf eine externe Heizquelle H (z.B. Elektroherd) gestellt und über diese erhitzt werden. Ganz analog wie eine handelsüb¬ liche Steigrohrmaschine weist die erfindungsgemäße Steigrohrmaschine 14 darüber hinaus einen oberen Behälter 4a auf, der mit einem dem vorbeschriebenen Außengewinde 20a entsprechenden Innengewinde 20i versehen ist und mit diesem druckdicht auf das Außengewinde des (unteren) Flüssigkeitsbehälters 9
aufschraubbar ist. Die am oberen Ende des Außengewindes 20a angeordnete, ringförmig umlaufende Dichtung 21 stellt die Druckdichtigkeit der Verbindung des oberen Behälters 4a (nach seinem Aufschrauben) mit dem unteren Flüssigkeitsbehälter 9 sicher, sodass im Inneren des Behälters 9 Druck aufgebaut werden kann. Schließlich ist in einer Wand des Flüssigkeitsbehälters 9 ein Sicherheitsventil 19 ausgebildet, das ab einem vordefinierten Druck von hier 4 bar innerhalb des Gefäßes 9 automatisch öffnet und somit einer Sicherheitsgefährdung durch einen zu hohen Druck im Behälter 9 vorbeugt.
Im Unterschied zu einer handelsüblichen Steigrohrmaschine ist bei der Maschine 14 jedoch kein Einsatz vorgesehen, in den Kaffee eingefüllt wird, der dann durch aufsteigende Flüssigkeit überdruckbedingt durchströmt wird. Stattdessen endet das untere Ende lOu des Steigrohrabschnitts 10 (nachfolgend vereinfacht auch als Steigrohr 10 bezeichnet) im oberen Bereich des Flüssigkeitsbehälters 9 und innerhalb desselben direkt unterhalb des unteren Endes des Außen- gewindes 20a. Der Abstand des unteren Endes lOu des Steigrohres 10 von der Innenseite des auf 'die Heizquelle H aufzustellenden Bodens des Flüssigkeitsbehälters 9 ist somit so groß, dass selbst bei nahezu vollständiger Füllung des Flüssigkeitsbehälters 9 mit Wasser F der Wasserpegel unterhalb dieses Endes lOu liegt.
Ebenso wie bei einer handelsüblichen Steigrohrmaschine ist das untere Ende lOu des Steigrohrs 10 im
Flüssigkeitsbehälter 9 angeordnet und das obere Ende 10ο des Steigrohrs 10 innerhalb des oberen Behälters 4a. Das Steigrohr 10 führt somit vom oberen Bereich des Inrienraums des Behälters 9 innerhalb des Gewindes 20a, 20i und durch den Boden des oberen Behälters 4a in dessen Innenraum.
Im Gegensatz zu einer handelsüblichen Steigrohrmaschine sind nun der obere Bereich des Steigrohres 10 und sein oberes Ende 10ο als Zuleitungsabschnitt 5 einer erfindungsgemäßen Milchaufschäumeinheit ausgebildet: Die Milchaufschäumeinheit ist hier somit als Aufsatz auf dem oberen Ende des Steigrohres 10 angeordnet .
Die Aufschäumkammer 1, der Ansaugabschnitt 2, der Auslauf 3 und der als Zuleitungsabschnitt 5 ausgebildete obere Teil des Steigrohrs 10 bilden eine
Venturidüse 6 wie folgt: Ein erstes Ende des Ansaugabschnitts 2 ist im bodennahen Bereich des Inneren des oberen Behälters 4a angeordnet. Dieses Ende mündet über einen Rohrabschnitt 2a des Ansaugabschnitts 2 oberhalb des oberen Endes 10ο des Steigrohrs 10 und oberhalb eines vorbestimmten Füllgrades im Behälter 4a (der einem maximal zu erwartenden Milch- bzw.
Milchschaumfüllgrad im Behälter 4a entspricht) in den Venturidüsen-Aufsatz 6 der erfindungsgemäßen Milchaufschäumeinheit. Dieses Ende des Ansaugabschnitts 2 mündet innerhalb der Venturidüse 6 in die Aufschäumkammer 1, die als Hohlraum in Form einer
Querschnittsverengung 7 der Venturidüse ausgebildet ist. Am horizontal gesehen der Einmündung des Ansaugabschnitts 2 gegenüberliegenden Ende der Aufschäumkammer 1 erweitert sich der Innenquerschnitt der Venturidüse gemäß dem Venturidüsen-Prinzip konisch und bildet hierdurch das der Aufschäumkammer 1 zugewandte Ende des Auslaufs 3. Dieses Ende mündet in einen horizontalen Rohrabschnitt des Auslaufs 3, dem sich ein kurzer, nach unten gebogener Abschnitt anschließt, über den, siehe nachfolgend, die Ausleitung der Milchschaummischung MS aus dem Auslauf 3 in das obere Behältnis bzw. Gefäß 4a erfolgt. Gegenüber dem im Bodenbereich, also unterhalb des Füllgrades im oberen Gefäß 4a, angeordneten, angesaugenden Ende des Ansaugabschnitts 2 ist das ausleitende Ende des Auslaufs 3 oberhalb dieses Füllgrades, also vertikal gesehen beabstandet vom ansaugenden Ende des Ansaugabschnitts 2 angeordnet.
In den vorbeschriebenen Engstellenbereich 7, also in das Innere der Aufschäumkammer 1 mündet von unten der Zuleitungsabschnitt 5 bzw. obere Teil des Steigrohres 10. Gemäß des Venturidüsen-Prinzips verjüngt sich der Zuleitungsabschnitt 5 beim Einmünden in die Aufschäumkammer konisch.
Die Funktionsweise der gezeigten Steigrohrmaschine 14 ist wie folgt: Zunächst wird Wasser F über das innen hohle Außengewinde 20a des Flüssigkeitsbehälters 9, also durch das Hohlvolumen 20h in den Flüssigkeitsbehälter 9 so eingefüllt, dass der Wasserpegel unter¬ halb der Position des unteren Endes lOu des Steigroh- res 10 liegt. Anschließend wird der obere Behälter 4a (mit dem daran fixierten Steigrohr 5, 10 sowie der am Steigrohr lösbar fixierten Milchaufschäumeinheit 1, 2, 3, 6, 7) druckdicht mit dem unteren Flüssigkeitsbehälter 9 verschraubt. Sodann erfolgt ein Befüllen des oberen Behältnisses 4a mit Milch M. Anschließend erfolgt ein Erhitzen des Wassers F auf dem Herd H. Hierdurch bildet sich oberhalb des Flüssigkeitspegels im Behälter 9 eine Dampfdruckatmosphäre D aus. Nachdem ein vorbestimmter Überdruck innerhalb des
Flüssigkeitsbehälters 9 erreicht ist (siehe nachfolgend) , wird gemäß dem Steigrohrprinzip Wasserdampf D innerhalb des Steigrohrs 10, also durch den Zuleitungsabschnitt 5 der Milchaufschäumeinheit nach oben gedrückt.
Die hierdurch erfolgende Strömung von Wasserdampf D durch den Zuleitungsabschnitt 5 und den Auslauf 3 reißt nun, gemäß des Venturi-Prinzips , über den Ansaugabschnitt 2 aufgrund eines durch die
Querschnittsverengung bewirkten statischen Unterdrucks Flüssigkeit, also Milch M, mit. Die durch den Ansaugabschnitt 2 angesaugte bzw. mitgerissene Milch M wird somit innerhalb der Aufschäumkammer 1 bzw. an der Engstelle 7 der Venturidüse 6 durch den aufsteigenden Wasserdampf D aufgeschäumt und als Milchschaummischung MS über den Auslauf 3 der Venturidüse in das obere Gefäß 4a abgeführt.
Da sowohl der Arisaugabschnitt 2, als auch der Aüslauf 3 in das obere Behältnis 4 mündet, wird der auslaufende Milchschaum MS mit der anzusaugenden Milch M vermischt. Es ergibt sich somit der vorbeschriebene Kreislauf, bei dem ein und dieselbe Milch- bzw.
Milchschaummenge durch erneutes Ansaugen über den Ansaugabschnitt 2, Vermischen mit aufsteigendem Wasser- dampf D und Ableiten über den Auslauf 3 mehrfach angesaugt und aufgeschäumt werden kann.
Die gezeigte Steigrohrmaschine 14 stellt somit einen extern beheizten Milchschäumer mit einer Milchaufschäumeinheit nach dem Umlaufprinzip im Einkammersystem dar: Die externe Beheizung H erhitzt den Wasserinhalt F so, dass sich bei genügender Energiezufuhr das Dampfvolumen D bildet. Zur Erzeugung eines ausreichenden Überdrucks im Behälter 9 ist hier nicht nur eine druckdichte Verbindung 21 zwischen den beiden Behältnissen 9 und 4a auszubilden, sondern auch zunächst die Milchaufschäumeinheit 1, 2, 3, 5, 6 und 7 druckdicht zu verriegeln: Dies geschieht hier dadurch, dass die Milchaufschäumeinheit als mechanisches Hubelement 11 ausgebildet ist. Das Hubelement 11 weist hierzu eine (nicht gezeigte) Arretierung auf, die zunächst durch Drücken der Milchaufschäumeinheit nach unten manuell verriegelt werden kann und sich erst bei einem vordefinierten Mindest-Überdruck innerhalb des Flüssigkeitsbehälters 9 (hier z.B.: 1.0 bar) löst (wodurch das Hubelement 11 bzw. die Milchaufschäumeinheit druckbedingt nach oben gedrückt und hierdurch ein Durchströmen des Wasserdampfs D durch den Zuleitungsabschnitt 5, die Aufschäumkammer 1 und den Auslauf 3 und somit ein Ansaugen der Milch über den Ansaugabschnitt 2 ermöglicht wird. Übersteigt somit der Druck die Vorspannkraft des Hubelements 11 bzw. der Milchaufschäumeinheit, so steigt der Dampf D durch das Steigrohr 10, 5 nach oben in die Aufschäumkammer 1 und saugt die im oberen Behältnis 4a befindliche Milch M nach dem vorbeschriebenen Venturi- Prinzip durch den Ansaugabschnitt 2 an.
Um das gewünschte und/oder ein optimales Aufschäumen der Milch M zu gewährleisten, führt im Bereich des waagerechten Rohrabschnittes 2a des Ansaugabschnitts 2 ein Luftansaugabschnitt 18 in den Ansaugabschnitt 2. Das diesem waagrechten Rohrabschnitt 2a entfernt liegende Ende 18a (luftansaugendes Ende) des Luftan- saugabschnitts 18 ist oberhalb dieses waagrechten
Rohrabschnitts 2a angeordnet, so dass auch bei maximalem Füllgrad im Behälter 4a ein Ansaugen von Luft L ermöglicht ist. Über diesen Luftansaugabschnitt 18 kann, neben der Milch M, auch Luft L in den Ansaugab- schnitt 2 gesaugt werden. Der Luftansaugabschnitt kann verschließbar ausgebildet sein, so dass nach dem Verschließen mittels des Venturieffekts über den Abschnitt 2, 18 nur noch Milch ( schäum) M, MS angesaugt wird, jedoch keine Luft L mehr. Dies bietet die Mög- lichkeit zum schnellen Erwärmen der Milch, wird jedoch ggf. mit einem gewissen "Verwässerungseffekt " durch Vermischung mit kondensiertem Dampf bezahlt.
Die Ausgabe der aufgeschäumten Milch MS erfolgt somit wiederum in den oberen Behälter. 4a. Am Beginn des Ansaugprozesses der Milch M besteht somit die sich im oberen Behältnis 4a befindende Mischung z.B. zu 100 Prozent aus Milch. Durch ständiges Wiederansaugen 2, Verschäumen 1 und Ausleiten 3 von Milch M bzw. Milch- schäum MS nimmt der Prozentsatz an flüssiger Milch -M im oberen Behältnis 4a kontinuierlich ab. Gleichzeitig steigt der Anteil des Milchschaums MS an, sodass am Ende des Prozesses, welcher z.B. durch einen Anwender selbständig beendet werden kann, der Inhalt des oberen Behältnisses 4a zu maximal 100 Prozent aus
Milchschaum MS besteht.
Alternativ dazu ist es auch möglich, die Vorrichtung 14 so auszugestalten, dass das Umwandeln von flüssi- ger Milch in Milchschaum durch den vorbeschriebenen
Kreislauf nach einer vorbestimmten Zeitdauer automa- tisch beendet wird. Hierzu kann beispielsweise eine Zeitschaltuhr mit wählbarer Laufdauer in die Vorrichtung 14 integriert sein, die durch ein Lösen der vorbeschriebenen Verrastung des Hubelements 11 gestartet wird. Schließlich ist es ebenso möglich, die Vorrichtung 14 so auszubilden, dass der vorbeschriebene Kreislauf nach Erreichen eines vordefinierten Aufschäumgrades automatisch beendet wird.
Um den für den Aufschäumprozess erforderlichen Min- dest-Überdruck (Vordruck) innerhalb des Flüssigkeitsbehälters 9 erzeugen zu können, muss der Behälter 9 druckdicht abgedichtet werden können. Dies geschieht wie vorbeschrieben durch Einschrauben der beiden Elemente 4a, 9 ineinander mittels der Dichtungen 21. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, Verbindungstechniken wie z.B. einen Baj onettverschluss , einen Schnappverschluss (einseitig mit Scharnier oder zweiseitig zum vollständigen Abnehmen des Oberteils 4a) oder auch andere Verbindungstechniken vorzusehen. Erst wenn der für den Schäumprozess erforderliche Startdruck (hier z.B.: 1 bar) erreicht ist, wird somit durch ein druckbedingtes Anheben des Hübelementes 11 bzw. der Milchaufschäumeinheit der Dampfdurchgang D durch das Steigrohr 10, 5 und den Auslauf 3 eröffnet .
Das für die Vordruckerzeugung verwendete, vorbeschriebene Hubelement 11 kann dabei auf unterschiedliche Art und Weise realisiert sein: Rein manuell zu bedienende Hubelemente, die z.B. manuell verrastet und gelöst werden, sind ebenso denkbar wie halbautomatische oder vollautomatische Hubelemente. Bei halbautomatischen Hubelementen 11 kann beispielsweise ein manuelles Betätigen der Verrastung (Abdichten) erfolgen, das anschließende Lösen der Verrastung kann z.B. nach einer vordefinierten Zeit (rein zeitabhängige Öffnung) , bei einem vordefinierten Druck (über eine vordefinierte Federvorspannung oder ein Schnappele-" ment usw.) oder temperaturbedingt (beispielsweise unter Einsatz einer Bimetall-Schnappscheibe oder eines^ Bimetalls) automatisch erfolgen.
Der Dampfdurchgang soll hierbei, nach Erreichen des Mindest-Überdrucks , möglichst unverzüglich, d.h. ohne nennenswerten Zeitversatz eröffnet werden (Prinzip eines vordruckgesteuerten 2/2-Wegeventils ) . Die Umsetzung dieser Funktion erfolgt hier durch das Ausbilden der- Milchaufschäumeinheit als Hubelement derart, dass dieses Hubelement 11 in einer unteren Endstellung eine Raststellung besitzt, in welcher das Steigrohr 10, 5 zum Inneren der Venturidüse 6 bzw. zur Aufschäumkammer 1 hin abgedichtet ist. Nach Überschreiten des Mindest-Überdrucks wird das Hubelement 11 druckbedingt in eine obere Endstellung gedrückt, die Verrastung somit gelöst, sodass Dampf D in die Venturidüse 6 gelangt und der Aufschäumprozess gestartet wird. Hierzu kann auch zusätzlich ein Schalter vorgesehen werden, der, nach dem Hochdrücken des Hubelementes 11, den Ansaugvorgang über den Ansaugabschnitt 2 startet.
Nachfolgend werden weitere Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Milchaufschäumeinheiten und/oder solche Einheiten umfassende erfindungsgemäße Steigrohrmaschinen beschrieben. Diese sind grundsätzlich wie in den Fig. 1 und 2 beschrieben aufgebaut, sodas nachfolgend nur die Unterschiede beschrieben werden.
Fig. 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Steigrohrmaschine 14, deren Milchaufschäumeinheit 1, 2, 3, 6, 7 hier ebenfalls in Form eines auf das obere Ende 10ο des Steigrohrabschnitts 5, 10 aufgesetzten und dort lösbar fixierten Hubelementes 11 ausgebildet ist.
Im Gegensatz zum in Fig. 2 gezeigten Fall umfasst die Steigrohrmaschine 14 jedoch keinen auf den Flüssigkeitsbehälter 9 aufschraubbaren, oberen Behälter 4a. Stattdessen ist an der Oberseite des Flüssigkeitsbehälters 9 ein Einfüllstutzen 22 in Form einer mit einem Innengewinde versehenen Hohlbohrung ausgebildet. Das untere Ende lOu des Steigrohrabschnitts 10 weist ein entsprechendes Außengewinde auf, mit dessen Hilfe dieses untere Ende lOu, nach Auffüllen des Behälters 9 über die Hohlbohrung des Einfüllstutzens 22 mit Wasser F in den Einfüllstutzen 22 einschraubbar ist. Die vorbeschriebene Verrastung ist hier am oberen Ende 10ο des Steigrohrabschnitts 10 ausgebildet (nicht gezeigt), sodass auch hier, nach Festschrauben des unteren Endes lOu innerhalb des Einfüllstutzens 22 zunächst Druckdichtigkeit im Flüssigkeitsbehälter 9 hergestellt ist. Nach Überschreiten des vorbeschriebenen Mindest-Überdrucks erfolgt ein Anheben der Milchaufschäumeinheit bzw. des Hubelementes 11 im oberen Bereich 10ο des Steigrohrabschnitts 10, sodass ein Durchströmen des Flüssigkeitsdampfes D durch den Zufuhrabschnitt 5 bzw. das Steigrohr 10, die Aufschäumkammer 1 und den Auslauf 3 und somit ein Ansaugen der Milch M über den Ansaugabschnitt 2 erfolgen kann. Die Milch M wird hier aus einem externen Gefäß (Tasse 4b) , das auf der Oberseite des Flüssigkeitsbehälters 9 auf diesen aufgestellt ist, angesaugt. Die unteren Enden des Ansaugabschnitts 2 und des Auslaufs 3 sind so angeordnet und ausgebildet, dass der vorbeschriebene Kreislauf zum mehrfachen Ansaugen und Abgeben von Milch M bzw. Milchschaum MS von/an dem/das Gefäß 4b realisiert werden kann. Fig. 3 zeigt somit eine Abwandlung des mit Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Prinzips durch Abwandlung des Gefäßes 4: Der in Fig. 2 ausgebildete obere Behälter 4a ist hier durch ein separates Gefäß 4b (Glas, Tasse, Behälter zum Zwischentransport o.a.) ersetzt. Ein Verbindungsgewinde 20 samt Dichtelement 21 ist somit hier nicht notwendig. Stattdessen ist zum Befüllen der Füllstutzen 22 vorgesehen, welcher hier mit dem Steigrohr 10, 5 kombiniert ist. Die Verbindung zum Flüssigkeitsbehälter 9 erfolgt hier über einen Gewindestutzen. Alternativ dazu kann der Füllstutzen 22 auch separat auf dem Flüssigkeitsbehälter 9 bzw. dem Druckkörper angeordnet werden, d.h. getrennt vom Steigrohr 10, 5.
Diese Variante hat den Vorteil, dass ein Umfüllvorgang entfällt, dass also die aufgeschäumte Milch¬ schaummischung MS direkt in das für den Verzehr vorgesehene Behältnis 4b eingeleitet werden kann. Zudem sinkt die Anzahl der Bauteile zur Realisierung der erfindungsgemäßen Kreislauffunktion, somit sinken die Stückkosten. Schließlich lässt sich in dieser Kombination das Steigrohr mit der Milchaufschäumeinheit sehr einfach manuell oder in einer Spülmaschine reinigen .
Fig. 4 zeigt die Ausbildung einer erfindungsgemäßen Milchaufschäumeinheit als Adapter 12 zum Anschluss an eine handelsübliche Steigrohrmaschine zum Zubereiten von Kaffee. Diese handelsübliche Steigrohrmaschine 13 umfasst ein Unterteil bzw. einen Flüssigkeitsbehälter 9 sowie ein druckdicht 21 auf dieses Unterteil 9 aufschraubbares Oberteil 26 (Sammelbehältnis) . Beim Gebrauch des Adapters 12 (siehe nachfolgend) in Ver¬ bindung mit der handelsüblichen Steigrohrmaschine 13 wird der Kaffeepulver-Einsatz der Steigrohrmaschine einfach weggelassen.
Der erfindungsgemäße Adapter 12 weist einen Schlauchabschnitt 24 auf, an dessen einem Ende ein Klemmele- ment 23 ausgebildet ist. Mithilfe des Klemmelements
23 kann der Adapter 12 bzw. dessen eines Schlauchende
24 am oberen Ausgang 10ο des oberen Steigrohrabschnitts 10 (der in das Oberteil 26 führt und mit dem normalerweise der heiße Kaffee in den Sammelraum dieses Oberteils 26 geleitet wird) festgeklemmt werden. Nach dem Festklemmen bilden der Steigrohrabschnitt 10 und der Schlauchabschnitt 24 eine druckdichte Verbindung, durch die, nach Erhitzen der Flüssigkeit F im Behälter 9 durch die Heizquelle H, Flüssigkeitsdampf D hindurch gepresst wird.
Am dem Klemmelement 23 gegenüberliegenden Ende weist der Schlauchabschnitt 24 ein Ventil 25 auf, das manuell geöffnet werden kann. Alternativ dazu kann auch ein beim Erreichen eines vorbestimmten Mindestüberdrucks von z.B. 1 bar automatisch öffnendes Ventil 25 vorgesehen sein.
Der Schlauchabschnitt 24 bildet hier den Zuleitungs- abschnitt der Milchaufschäumeinheit, mit dem der Wasserdampf D in die Aufschäumkammer 1 der Venturidüse 6 bzw. in die Querschnittsverengung 7 der Venturidüse 6 eingeleitet werden kann. Wird somit das Ventil 25 manuell geöffnet, so strömt
Flüssigkeitsdampf D über das Steigrohr 10, das Klemm¬ element 23 und den Schlauchabschnitt 24 sowie das Ventil 25 in die Aufschäumkammer 1 und reißt (über den Ansaugabschnitt 2) nach dem Venturi-Prinzip Milch M aus dem separaten Gefäß 4 mit. Die Milch wird wie vorbeschrieben in der Aufschäumkammer 1 aufgeschäumt und die entstehende Milchschaummischung MS über den Auslauf 3 in dasselbe Gefäß 4 abgegeben.
Der erfindungsgemäße Adapter 12 (der die Elemente 1, 2, 3, 6, 7, 23, 24 und 25 umfasst) ist, z.B. durch
Vorsehen einer geeigneten Schlauchlänge 24 und einer geeigneten, die Elemente 1, 2, 3, 6, 7 und 25 integrierenden Gehäuseeinheit (hier nicht gezeigt) so ausgebildet und kann so angeordnet werden, dass der Milch-Milchschaum-Kreislauf innerhalb eines externen, auf der Oberseite des Oberteils 26 aufgestellten Behältnisses 4 realisiert werden kann.
Fig. 4 zeigt somit eine erfindungsgemäße Milchauf- schäumeinheit in Form eines Adapters 12 für eine handelsübliche Steigrohrmaschine bzw. einen handelsüblichen Espressokocher. Hierbei wird der Adapter 12 mit¬ tels der Klemmeinheit 23 mit dem Grundgerät bzw. Espressokocher 9, 26 druckdicht verbunden. Der Einsatz für Kaffeepulver (dessen - unterer - Steigrohrabschnitt in den Wasservorrat F ragt) wird dabei nicht montiert. Bei Beheizung H und damit folgendem Druckaufbau steht somit ein Dampfdruck D am Ventil 25 an. Wird dieses Ventil manuell geöffnet, strömt der Dampf durch die Milchaufschäumeinheit und schäumt die in der Tasse 4 befindliche Milch M entsprechend auf MS.
Diese Ausführungsform hat insbesondere den Vorteil, mit einem Zusatzgerät (Adapter) auch mittels eines bereits existierenden Espressokochers Milchschaum erzeugen zu können.
Fig. 5 zeigt eine Abwandlung des in Fig. 4 gezeigten Prinzips, bei dem der Adapter 12 ein mobiler Adapter zum Aufsetzen auf separate, beispielsweise neben handelsüblichen Steigrohrmaschinen 13 aufgestellten Be- hältnissen 4 ausgebildet ist.
Hierzu ist der Schlauchabschnitt 24 so weit verlängert, dass die Milchaufschäumeinheit 1, 2, 3, 6, 7, 25 direkt auf das Behältnis 4 (z.B. Trinkbecher) aufgesetzt werden kann. Auf Basis der Verlängerung des Schlauchabschnitts 24 können (eine ausreichende
Schlauchlänge von z.B. 50 cm vorausgesetzt) gleichzeitig mehrere Trinkgefäße 4 nebeneinander aufgebaut und mit Milch vorbereitet werden. Ist die
Gehäuseeinheit (nicht gezeigt) der Milchaufschäumeinheit geeignet ausgebildet, d.h. ermöglicht sie ein schnelles Aufsetzen der Milchaufschäumeinheit auf die einzelnen externen Behältnisse nacheinander, ohne dass es zum Ausspritzen von Milch oder Milchschaum aus dem jeweils bearbeiteten Behältnis kommt (dies kann beispielsweise durch eine flächige Ausbildung des unteren Gehäuseendes realisiert werden, dessen Form an den oberen Rand der Behältnisse 4 angepasst ist) , so ist praktisch ein gleichzeitiges Aufschäumen in mehreren externen Gefäßen 4 möglich.
Start und Stop des Schäumvorgangs können jeweils durch einen in dem vorbeschriebenen Gehäuse realisierten, manuell zu bedienenden Schalter erfolgen. Alternativ dazu ist es auch möglich, einen Druckschalter vorzusehen, der automatisch durch Aufsetzen des Gehäuses auf ein Behältnis 4 geöffnet und durch Abheben des Gehäuses von diesem Behältnis wieder geschlossen wird.
Fig. 6 zeigt schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Milchaufschäumeinheit ebenfalls als Adapter, wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, ausgebildet ist (sodass nachfolgend nur die Unterschiede zu den Fig. 4 und 5 beschrieben werden), wobei dieser Adapter 15 jedoch mit seinem Schlauchabschnitt 24 über ein Anschlusselement 27 zum Anschluss an die Dampfdüse 16 einer elektrischen Kaffeemaschine 17 (Halbautomat) ausgebildet ist. Bei geeigneter
Schlauchlänge 24 von z.B. 60 cm ist, ebenso wie mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben, ein quasi gleichzeitiges Bearbeiten mehrerer externer Behältnisse 4 (Gläser oder Tassen) möglich.
Zusätzlich kann hier die Kaffeemaschine 16 eine Regelelektronik 8 aufweisen, die über eine Steuerleitung 8a mit dem Ventil 25 und mit einem am Gehäuse der Milchaufschäumeinheit (nicht gezeigt) angeordneten, optischen Sensor (nicht gezeigt) verbunden ist. Mithilfe des Sensors kann auf optischem Weg der
Füllgrad an Milch M innerhalb eines externen Gefäßes 4 bestimmt werden und der Regelelektronik 8 mitgeteilt werden. Die Verbindung 8a ist somit bidirektional .
Aus dem mitgeteiltem Füllstand im jeweiligen Gefäß 4 errechnet die Regelelektronik 8 automatisch eine Zeitdauer für das Aufschäumen der Milch im jeweiligen Gefäß 4. Die Zeitdauer kann dabei so eingeregelt werden, dass sie mit der jeweils vorhandenen Milchmenge im Gefäß 4 linear ansteigt. Es kann jedoch auch ein anderes Regelverhalten vorgesehen sein. Beispielsweise kann, mithilfe eines in einem Speicher der Regelelektronik 8 in Form einer Look-up-Tabelle abgelegten Zusammenhangs die Zeitdauer so eingeregelt werden, dass, in Abhängigkeit von der im Behältnis 4 vorhandenen Milchmenge M, ein vorbestimmter Aufschäumgrad erreicht wird.
Als Dampfquelle D wird somit in Fig. 6 nicht mehr ein handelsüblicher Espressokocher verwendet, sondern ei- ne elektrische Kaffeemaschine in Form einer halbautomatischen Siebträgermaschine, wie sie aus der Gastro¬ nomie bekannt ist. Solche Maschinen weisen zum Auf¬ schäumen von Milch eine Dampfdüse 16 auf, mithilfe derer Dampf aus der Maschine abgeleitet werden kann und wobei in einem separaten Gefäß Milch durch Ein¬ leiten dieses Dampfes aufgeschäumt werden kann. An diese Dampfdüse 16 wird dann mithilfe des Anschluss¬ elementes 27 die erfindungsgemäße Milchaufschäumeinheit angeschlossen.
Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Milchaufschäumeinheit kann somit auch bei den vorbeschriebenen Halbautomaten die Zubereitung von Milchschaum vereinfacht und rationalisiert werden sowie eine portionsgenaue Schaummenge erreicht werden.
Figur 7 zeigt einen Teil des erfindungsgemäßen Kaffeeautomaten, dessen Milchaufschäumeinheit auf Basis des bereits beschriebenen Venturidüsen-Prinzips ausgebildet ist. Die den vorherigen Ausführungsbeispielen entsprechenden Bauelemente dieser Vorrichtung sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet, sodass nachfolgend lediglich die Unterschiede beschrieben werden.
Im Gehäuse G des gezeigten Vollautomaten ist eine einen Motor 71 und eine von diesem betriebene Luftpumpe 73 umfassende Druckluftquelle zum Zuleiten von Luft L in einer Leitung 76 zur Luftzufuhr ausgebildet. Die Pumpe 73 (die auch als Ventil wirkt) mündet über ein einfaches T-förmiges Leitungsstück 75 in eine Dampfzufuhrleitung 77. Stromaufwärts dieser Mündung ist in der Dampfzufuhrleitung 77 (in Strömungsrichtung gesehen) zunächst ein Dampferzeuger 70 (Boiler) zum Erzeugen von Heißdampf D vorgesehen. Stromabwärts des Boilers 70 ist in der Leitung 77 ein steuerbares Absperrventil (Ventil 74) vorgesehen, bevor die Leitung 76 in die Leitung 77 mündet. Der Leitungsabschnitt stromabwärts der Mündung der Luftzufuhrleitung 76 in die Dampfzuleitung 77 ist als Zuleitungsabschnitt 5, hier also als Einlass der Venturidüse 6 ausgebildet. Über diesen Zuleitungsabschnitt wird der Venturidüse 6 somit Dampf oder eine Mischung D/L aus Dampf und Luft unter Überdruck zugeführt. Das Mischverhältnis von Dampf und Luft in der Mischung D/L kann über eine Regelung des Ventils 74, sowie der Förderleistung der Pumpe 73 eingestellt werden. Hierzu sind die letztgenannten Elemente mit einer hier nicht gezeigten Regelelektronik (entsprechend der in Fig. 6 gezeigten Regelelektronik 8), die diese Elemente ansteuert, verbunden.
Unmittelbar stromabwärts der Aufschäumkammer 1 (die hier als Querschnittsverengungsbereich 7 der
Venturidüse 6 ausgebildet ist) ist im Ansaugabschnitt 2 (in seinem der Kammer 1 zugewandten Ende), also im Ansaugrohr der Venturidüse 6 ein Temperatursensor 50 angeordnet. Dieser ist hier als Thermowiderstand ausgebildet und, über eine nicht gezeigte Datenleitung, ebenfalls mit der (nicht gezeigten) Regelelektronik verbunden.
Das Rohr des Zuleitungsabschnitts 5 und das Rohr des Auslaufs 3 fluchten hier, sind also entlang ein und derselben Geraden (gestrichelte Linie in Figur 7) angeordnet, so dass die Mischung D/L ungebremst in den Auslauf 3 einmünden kann.
Mit dem Temperatursensor 50 kann die Temperatur der Milch M bzw. der Milchschaummischung MS unmittelbar stromaufwärts der Aufschäumkammer 1 erfasst werden. Auf Basis der gemessenen Temperatur kann dann die Strömungscharakteristik der Venturidüse geregelt wer¬ den, indem die Menge und/oder die Zufuhrrate (zugeführte Menge pro Zeiteinheit) an Dampf D und/oder Luft L im Zuleitungsabschnitt 5 durch geeignete Einstellung der Elemente 73 und 74 variiert wird. Insbesondere kann auch, in Abhängigkeit vom erfassten 50 Temperaturmesswert, das Mischungsverhältnis D/L von Dampf und von Luft in der Zufuhr der Venturidüse va- riiert werden.
Beispielsweise kann die Zuführung von Dampf und damit die gesamte Zubereitung der Milch / des Milchschaums bei Erreichen einer Zieltemperatur (welche vorzugsweise im Bereich zwischen 60. und 70°C liegt) mittels des Ventils 74 beendet werden. Auch die Zuführung der Luftmenge oder der LuftZuführungsdauer kann temperaturabhängig erfolgen, um das gewünschte Aufschäumer- gebnis zu erhalten. Dabei kann nicht nur die
Absoluttemperatur sondern auch die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs als Regelparameter verwendet werden, da diese bei bekannter Dampfzuführmenge einen Rückschluss auf die Menge des Milchvorrats zulässt.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Luftzufuhrleitung 76 (mit den Elementen 71 und 73) auch weggelassen werden: In diesem Fall kann (hier gestrichelt gezeichnet) am Ende des Ansaugabschnittes 2 (ähnlich wie zu Fig. 2 beschrieben) ein Luftansaugabschnitt 18 (z.B. hier einfaches Luftloch) vorgesehen sein, über den mittels des über den Zuleitungsabschnitt 5 einströmenden Dampfes D gemäß dem Venturiprinzip Luft aus der Umgebung zur Aufschäumkammer 1 hin mitgerissen wird.
Der Temperatursensor 50 kann alternativ auch am obe- ren oder am unteren Ende 3a des Auslaufs 3 innerhalb desselben angeordnet sein.
Die miteinander verbundenen (also der Aufschäumkammer 1 zugewandten) Enden des Ansaugabschnitts 2, des Auslaufs 3 und des Zuleitungsabschnitts 5 sind hier als Schlauchverzweigung 80 ausgebildet. Die Schlauchver¬ zweigung 80 bildet somit die Venturidüse 6 und den Querschnittsverengungsbereich 7 derselben aus. Die Schlauchverzweigung 80 ist dabei als starres Element ausgebildet; die mit dieser Schlauchverzweigung 80 verbundenen Abschnitte des Ansaugabschnitts 2 und des Auslaufs 3 (die dann in das Gefäß 4 eintauchbar sind) sind flexibel ausgebildet. Alternativ dazu kann auch die Schlauchverzweigung 80 flexibel ausgebildet sein, die mit dieser verbundenen Abschnitte der Elemente 2, 3 und 5 können dann starr ausgebildet sein.
Für das Verhältnis der Innenquerschnitte q3 und q2 der Verengung 7 und des Auslaufs 3 gilt hier q3/q2 =
1/1.5.
Wie Figur 7 desweiteren zeigt, weist die Venturidüse 6 des erfindungsgemäßen Kaffeeautomaten einen va- riierbaren Querschnitt auf: Hierzu ist im Ansaugrohr
2 in dessen Wandung eine Bohrung vorgesehen, in der ein ausschiebbarer mechanischer Kolben 81 angeordnet ist. Dieser Kolben 81 ist über eine Steuerleitung (nicht gezeigt) mit der Regelelektronik verbunden. Mit der Regelelektronik kann somit über die Steuerleitung ein Aus- und wieder Einfahren des dem Inneren des Ansaugrohres 2 zugewandten Kolbenendes realisiert werden. Durch ein Ausfahren dieses Endes des Kolbens 81 wird der freie Innenquerschnitt des Ansaugrohres 2 im Bereich der Engstelle 7 der Venturidüse verringert, durch ein Zurückziehen dieses Kolbenendes wird dieser Innendurchschnitt wieder vergrößert. Durch ein Einfahren des Kolbenendes ins Innere des Ansaugrohres 2 kann somit die angesaugte Menge an Milch M bzw. Milchschaum MS reduziert werden.
Wird das Ansaugrohr 2 verengt, wird weniger Milch pro Zeiteinheit angesaugt und es wird dadurch relativ mehr Luft zugemischt. Dies führt zu größeren Blasen, so dass sich die Zusammensetzung des Milchschaums ändert. Durch die verringerte Dynamik kommt es auch zu einem geringeren Vermischen im Gefäß.
Wird im Gegensatz dazu (durch Herausfahren des Kolbens 81) relativ zum Querschnitt im Ansaugrohr 2 der Innenquerschnitt q3 der Verengung 7 "verringert" kommt (im Vergleich zur angesaugten Milch) weniger Dampf/Luft pro Zeiteinheit. In diesem Fall reduziert sich der Ansaugunterdruck und das Erhitzen dauert länger. Dadurch kann unter Umständen die Luft besser in der Milch emulgiert werden.
Alternativ dazu ist es selbstverständlich auch möglich, den Kolben 81 im Bereich der Engstelle 7 auszubilden, so dass die Engstelle selbst einen variablen Querschnitt besitzt. Eine weitere Alternative ist, das Querschnittsverhältnis bzw. einen der Querschnitte durch variables Quetschen eines flexiblen Schlauches (der Elemente 2, 3 und/oder 5) zu verändern.
Durch die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele werden die folgenden Vorteile der erfindungsgemäßen Milchaufschäumeinheiten offenbar :
- Einfaches und zuverlässiges, konstruktives Prinzip zum schnellen Erhitzen und Aufschäumen von Milch in vielen Design- und Funktionsvarianten. - Adapterlösungen für. bereits vorhandene Espressokocher, Halbautomaten oder Kaffeevollautomaten sind ebenso möglich wie neu gestaltete Steigrohrmaschinen, die erfindungsgemäße Milchaufschäumeinheiten integrieren .
- Durch geeignete Ausformung der einzelnen Elemente kann ein Überlaufen von Flüssigkeiten ohne Weiteres verhindert werden.
- Es lassen sich im Vergleich zum Stand der Technik höhere Temperaturen des Milch-/Milchschaumgemisches M, MS erzielen, auch ist aufgrund der Reproduzierbarkeit der Milchaufschäumung eine höhere Trennschärfe bei Milch/Kaffee-Mischgetränken und somit eine verbesserte Optik realisierbar.
- Auf Basis der in den Figuren 7 und 8 gezeigten Variante lässt sich ein sehr flexibler Schwenkmechanismus für den Ansaugabschnitt 2 und den Auslass 3 der Venturidüse realisieren: Zum Einen können die Elemente 2 und 3 flexibel z.B. als flexible Silikonschläuche ausgeführt werden. Der Zuleitungsabschnitt 5 und die Schlauchverzweigung 80 können dabei fest in einem Gehäuse eines Kaffeevollautomaten oder -halbautomaten angeordnet werden. Jedoch auch über eine flexibel gestaltete Schlauchverzweigung kann dies erreicht werden, wodurch Ansaugrohr und Auslass der Venturidüse leicht beweglich sind, so dass zwischen den Elementen 2, 3 und 5 ein nahezu frei schwenkbares Lager ausgebildet ist. Komplexe mechanische Lager der Ansaug- und der Auslassabschnitte der Milchaufschäumeinheit (z.B. auf Basis von Kugelgelenken) können somit vermieden werden. Durch Abnehmen der Schlauchverzweigung kann die in der Figur 7 beschriebene Milchaufschäum- einheit zudem einfach, schnell und gründlich gereinigt werden.

Claims

Patentansprüche
Milchaufschäumeinheit umfassend eine Aufschäumkammer (1), einen in die Auf- schäumkammer führenden Ansaugabschnitt (2) und einen aus der Aufschäumkammer heraus führenden Auslauf (3), wobei die Aufschäumkammer, der Ansaugabschnitt und der Auslauf so ausgebildet sind, dass Milch
(M) über den Ansaugabschnitt ansaugbar und in die Aufschäumkammer führbar und darin mit dieser Aufschäumkammer' zugeführtem Gas und/oder Dampf
(D) , insbesondere Luft und/oder Wasserdampf, aufschäumbar ist und dass die durch das Aufschäumen resultierende Milchschaummischung (MS) über den Auslauf aus der Aufschäumkammer ableitbar ist, dadurch gekennzeichnet , dass die Aufschäumkammer (1), der Ansaugabschnitt (2) und der Auslauf (3) so ausgebildet und angeordnet sind, dass die anzusaugende Milch (M) ' und die abgeleitete Milchschaummischung (MS) in einem Kreislauf führbar sind.
Milchaufschäumeinheit nach dem vorhergehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet , dass die Aufschäumkammer (1), der Ansaugabschnitt (2) und der Auslauf (3) so ausgebildet und angeord- net sind, dass Milch mittels des Ansaugabschnitts aus einem Gefäß (4) ansaugbar ist und dass die aus dieser Milch durch das Aufschäumen resultierende Milchschaummischung mittels des Auslaufs in genau dieses Gefäß (4) ableitbar ist und/oder dass die Aufschäumkammer (1), der Ansaugabschnitt (2) und der Auslauf (3) so ausgebildet und angeordnet sind, dass ein und dieselbe Menge an Milch und/oder Milchschaum (M, MS) mehrfach durch diese Einheiten (1 bis 3) hindurch leitbar ist.
Milchaufschäumeinheit nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche dadurch gekennzeichnet , dass die Aufschäumkammer (1), der Ansaugabschnitt (2) und/oder der Auslauf (3) so ausgebildet und an¬ geordnet ist/sind, dass Milch mit Hilfe eines Differenzdrucks über den Ansaugabschnitt in die Aufschäumkammer ansaugbar, dort aufschäumbar und über den Auslauf ableitbar ist und/oder dass integriert in und/oder verbunden mit die/der Aufschäumkammer (1), den/dem Ansaugab¬ schnitt (2) und/oder den/dem Auslauf (3) -eine Förderpumpe zum Ansaugen der Milch über den Ansaugabschnitt, zum Fördern der Milch in die Aufschäumkammer und zum Ableiten der Milchschaummischung über den Auslauf ausgebildet ist, wobei die Förderpumpe bevorzugt auch zum Zuführen des Gases und/oder Dampfes (D) in die Aufschäumkam- mer ausgebildet ist.
Milchaufschäumeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Länge des Auslaufs (3) so gewählt ist, dass sein der Aufschäumkammer (1) abgewandtes Ende (3a) , also seine Mündungsöffnung unterhalb des Flüssigkeitspegels der Milch (M) in einem exter nen Gefäß ( 4 ). positionierbar ist oder positioniert ist.
Milchaufschäumeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch einen in die Aufschäumkammer führenden Zuleitungsabschnitt (5) zur Zufuhr des Gases und/ode Dampfes (D) in die Aufschäumkammer, wobei zumin dest Abschnitte der Aufschäumkammer (1), des An saugabschnitts (2), des Auslaufs (3) und des Zu leitungsabschnitts (5) als Venturidüse (6) ausgebildet sind, wobei die Aufschäumkammer im und/oder als Querschnittsverengungsbereich (7) dieser Venturidüse (6) ausgebildet ist und wobe der Zuleitungsabschnitt (5) und/oder der Ansaug abschnitt (2) in diesen
Querschnittsverengungsbereich (7) mündet.
Milchaufschäumeinheit nach dem vorhergehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet , dass der Zuleitungsabschnitt (5), der Ansaugabschnitt (2) und der Auslauf (3) über eine Schlauchverzweigung (80) miteinander verbindbar oder verbunden sind oder dass miteinander verbundene En¬ den dieser Elemente (5,2,3) als Schlauchverzweigung (80) ausgebildet sind, wobei bevorzugt die Schlauchverzweigung (80) die Venturidüse (6) oder einen Teil derselben ausbildet oder um- fasst .
Milchaufschäumeinheit nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine hinsichtlich Ihres Leitungsquerschnitts im Querschnittsverengungsbereich (7) und/oder im Zuleitungsabschnitt (5), im Ansaugabschnitt (2) und/oder im Auslauf (3) variierbare (81)
Venturidüse (6) .
Milchaufschäumeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche . gekennzeichnet durch einen Temperatursensor (50) der, bevorzugt durch Anordnung im Inneren der Aufschäumkammer (1), des Ansaugabschnitts (2) oder des Auslaufs (3), zum Erfassen der Temperatur der anzusaugenden Milch (M) und/oder der abgeleiteten Milchschaummischung (MS) angeordnet und ausgebildet ist, und eine mit dem Temperatursensor verbundene Regelelektronik (8), mit der die Menge und/oder die Zufuhrrate des der Aufschäumkammer (1) zugeführten Gases und/oder Dampfes in Abhängigkeit von der erfassten Temperatur oder eines ermittelten Temperaturanstiges einstellbar ist.
Milchaufschäumeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Regelelektronik: (8), die so ausgebildet ist, dass die Zeitdauer des Aufschäumens von Milch in Abhängigkeit von einer vorbestimmten, zum Aufschäumen vorgesehenen Milchmenge, insbesondere einer in ein Gefäß (4) gemäß Anspruch 2 einfüllbaren und/oder eingefüllten Milchmenge, regelbar ist und/oder eine Regelelektronik (8), die so ausgebildet ist, dass das Aufschäumen von Milch beendet wird, wenn ein vorbestimmter, bevorzugt variabel einstellbarer Aufschäumgrad einer vorbestimmten, zum Aufschäumen vorgesehenen Milchmenge, insbesondere einer in ein Gefäß (4) gemäß Anspruch 2 einfüllbaren und/oder eingefüllten Milchmenge, erreicht ist, wobei der Aufschäumgrad dem Masseverhältnis von der bereits aufgeschäumten Milch zu der vorbestimmten, zum Aufschäumen vorgesehenen Milchmenge entspricht.
Milchaufschäumeinheit nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Milchaufschäumeinheit als Adapter (12) zum Anschluss an eine Steigrohrmaschine, insbesondere an eine Steigrohrmaschine (13) zum Zubereiten von Kaffee und/oder Tee, und. so ausgebildet ist und/oder einen derart ausgebildeten Adapter (12) so umfasst, dass aus dem Flüssigkeitsbehälter (9) der Steigrohrmaschine überdruckbedingt
Flüssigkeitsdampf (D) , insbesondere Wasserdampf, durch den Steigrohrabschnitt (10) der Steigrohrmaschine drückbar und der Aufschäumkammer (1) der Milchaufschäumeinheit zuführbar ist zum Aufschäumen der Milch (M) .
Milchaufschäumeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet , dass die Milchaufschäumeinheit als Adapter (15) zum Anschluss an eine Dampfdüse (16) einer elektrischen Kaffeemaschine (17) so ausgebildet ist und/oder einen derart ausgebildeten Adapter (15) so umfasst, dass aus der Dampfdüse (16) abgeführter Dampf (D) der Aufschäumkammer (1) der Milchaufschäumeinheit zuführbar ist zum Aufschäumen der Milch.
Steigrohrmaschine (14), insbesondere ohne jegliche elektrische und elektromechanische Bauteile ausgebildete Steigrohrmaschine, umfassend einen Flüssigkeitsbehälter (9), in dem Flüssigkeit (F), insbesondere Wasser, mittels einer externen (H) oder einer integrierten Heizquelle erhitzbar ist, und einen mit seinem unteren Ende (lOu) so in den Flüssigkeitsbehälter (9) mündenden Steigrohrabschnitt (10), der so ausgebildet und angeordnet ist, dass durch Erhitzen der Flüssigkeit (F) im Flüssigkeitsbehälter entstehender Flüssigkeitsdampf (D) , insbesondere Wasserdampf, Überdruck- bedingt durch das untere Ende des Steigrohrabschnitts und in letzterem nach oben drückbar ist, gekennzeichnet durch eine Milchaufschäumeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Steigrohrabschnitt (10) und/oder sein oberes' Ende (10o) so ausgebildet und angeordnet ist/sind, dass mit ihm/ihnen der Flüssigkeitsdampf (D) in die Auf- schäumkammer (1) der Milchaufschäumeinheit drückbar ist zum Aufschäumen der Milch, wobei bevorzugt die Milchaufschäumeinheit gemäß Anspruch 4 und so ausgebildet ist, dass der Steigrohrabschnitt (10) und/oder sein oberes Ende (10ο) zumindest einen Teil des Zuleitungsabschnitts (5) der Milchaufschäumeinheit ausbildet/ausbilden .
Steigrohrmaschine (14) nach dem vorhergehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsdampf (D) erst ab einem vorbestimmten Mindest-Überdruck im Flüssigkeitsbehälter (9), insbesondere erst ab einem Mindest- Überdruck im Bereich von 0.2 bis 4 bar, bevorzugt von 0.5 bis 1.5 bar, durch das untere Ende (lOu) des Steigrohrabschnitts und in letzterem nach oben drückbar ist, wobei hierzu bevorzugt die Milchaufschäumeinheit oder ein Teil derselben und/oder der Steigrohrabschnitt (10) oder ein Teil desselben ein Hub- element umfasst/umfassen und/oder als solches Hubelement (11) ausgebildet ist/sind.
Steigrohrmaschine (14) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Milchaufschäumeinheit gemäß Anspruch 2 ausgebildet ist, wobei das Gefäß (4) ein mit dem Flüssigkeitsbehälter (9) verbindbares, bevorzugt druckdicht verbindbares und/oder
verschraubbares, und/oder ein oberhalb des Flüssigkeitsbehälters (9) anordnbares Behältnis (4a, 4b) ist.
Kaffeeautomat mit integrierter Milchaufschäumeinheit, wobei die Milchaufschäumeinheit nach einem der vorhergehenden Milchaufschäumeinheits- ansprüche ausgebildet ist.
Verfahren zum Aufschäumen von Milch (M) mit einer Milchaufschäumeinheit nach einem der vorhergehenden Milchaufschäumeinheitsansprüche, wobei Milch über den Ansaugabschnitt (2) angesaugt wird, in die Aufschäumkammer (1) geführt wird und darin mit der Aufschäumkammer zugeführtem Gas und/oder Dampf, insbesondere Luft und/oder Wasserdampf, aufgeschäumt wird und wobei die durch das Aufschäumen resultierende Milchschaummischung (MS) über den Auslauf (3) aus der Aufschäumkammer abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die anzusaugende Milch und die abgeleitete Milchschaummischung in einem Kreislauf durch den Ansaugabschnitt (2), die Aufschäumkammer (1) und den Auslauf (3) geführt werden.
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