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Die Erfindung betrifft eine Wasserleinwandvorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer Wasserleinwand.
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Wasserleinwände sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Dabei handelt es sich um aus einer in Reihe dicht nebeneinander angeordneter Düsen herausfallende Wasserstrahlen, die insgesamt eine Wasserleinwand ausbilden. Die zur Erzeugung der Wasserleinwand vorgesehene Vorrichtung kann ein an seiner Unterseite mit Düsen versehenes Rohr sein, durch das Wasser gepumpt wird. Das Rohr ist über dem Erdboden angeordnet, und das Wasser fällt in einer Wasserleinwand aus den Düsen auf den Boden.
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Gegen die Wasserleinwand können dann Bilder, Farben usw. projiziert werden.
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Problematisch an der bekannten Vorrichtung zur Erzeugung einer Wasserleinwand ist ihr Abschalten. Beim Unterbrechen der Wasserzufuhr in das Rohr läuft das Wasser noch eine Zeitlang aus den Düsen nach, bis das Rohr vollständig entleert ist.
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Um das Nachlaufen zu verringern, sind bei einigen Vorrichtungen Verschlussventile vorgesehen, die es ermöglichen, jede Düse einzeln plötzlich zu verschließen. Die Verschlussventile an jeder einzelnen Düse ermöglichen ein sofortiges Stoppen des Wasserausflusses aus dem Rohr. Sie unterbinden ein Nachlaufen. Nachteilig daran sind jedoch zum einen die ausgesprochen hohen Herstellungskosten und zum anderen die komplizierte und damit störanfällige Steuerung.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Wasserleinwandvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die ein Abschalten ohne Wassernachlauf ermöglicht sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Wasserleinwand zur Verfügung zu stellen, das beim Abschalten ein Nachlaufen des Wassers verringert und dennoch kostengünstig ist.
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Die Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung mit einer eingangs genannten Wasserleinwandvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst.
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In einem Wasserbehältnis mit einer Längsrichtung ist eine Mehrzahl von in wenigstens einer Reihe in Längsrichtung nebeneinander horizontal angeordneter Düsen mit jeweils einem Wassereinlass und einem Wasserauslass vorgesehen, und die Wasserauslässe sind in einem lichten Abstand vom Boden angeordnet. Die Erfindung macht von der Idee Gebrauch, einen Wasserspiegel in einem Wasserbehältnis zwischen einem Betriebswasserspiegel im Betriebszustand und einem Ruhewasserspiegel im Ruhezustand gezielt veränderbar zu gestalten.
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Der Betriebswasserspiegel ist oberhalb der Reihe von Wassereinlässen angeordnet, wodurch im Betriebszustand ständig Wasser aus den Düsen läuft, vorzugsweise in der gleichen Gesamtmenge, wie Wasser in das Wasserbehältnis nachgefüllt wird. Die nebeneinander angeordneten herauslaufenden Wasserstrahlen erzeugen die Wasserleinwand.
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Der Ruhewasserspiegel ist unterhalb der Reihe von Wassereinlässen angeordnet, wodurch im Ruhezustand eine Wasserzufuhr zu den Düsen unterbrochen ist.
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Durch Veränderung der Höhe des Wasserspiegels ist der Zufluss von Wasser in Wassereinlässe der Düsen steuerbar und auch durch schnelles Absenken plötzlich stoppbar. Ein Nachlaufen wird auf diese Weise deutlich verringert und sogar unterbunden. Insbesondere braucht sich das Wasserbehältnis nicht vollständig zu entleeren, bevor das Nachlaufen des Wassers aufhört.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Höhe des Wasserspiegels im Wasserbehältnis mittels einer Pumpe steuerbar. Im Betriebszustand pumpt die Pumpe Wasser in das Wasserbehältnis, und im Ruhezustand unterbricht sie die Wasserzufuhr. Vorzugsweise ist die Pumpe im Betriebszustand in einen Pumpmodus geschaltet und wechselt im Ruhezustand in einen Absaugmodus, in dem sie das Wasser, zumindest kurzzeitig, vorzugsweise direkt nach dem Umschalten aus dem Wasserbehältnis absaugt. Dadurch wird einem Nachlaufen besonders effektiv entgegengewirkt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Wasserdüsen in einer gegenüber dem Boden schräg im Inneren des Wasserbehältnisses verlaufenden Wandungen angeordnet. Dabei überschreitet der Wasserspiegel, während er vom Betriebswasserspiegel in den Ruhewasserspiegel abgesenkt wird, die in der schrägen Innenwand angeordneten Wassereinlässe. Ein nur geringes Absenken des Wasserspiegels unterbricht damit die Wasserzufuhr zu den Wassereinlässen plötzlich. Dadurch wird das Nachlaufen verhindert.
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Günstigerweise sind die Wassereinlässe jeder Reihe von Düsen in exakt derselben horizontalen Höhe angeordnet. Dadurch wird die Wasserzufuhr zu allen Wassereinlässen der Düsenreihe gleichzeitig unterbrochen und ein Nachlaufen aus allen Düsen verhindert, wodurch die Wasserleinwand plötzlich unterbricht. Dadurch entsteht für den Betrachter ein besonders schöner Anblick.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Vorrichtung mehrere nebeneinander angeordnete in Längsrichtung ausgerichtete Reihen an Wasserdüsen auf.
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Im Betriebszustand ist ein Querschnitt quer zur Längsrichtung des Wasserbehältnisses mit Wasser teilgefüllt, wobei die wassergefüllte Teilquerschnittsfläche oberhalb der Wassereinlässe vorzugsweise kleiner ist als die Teilquerschnittsfläche unterhalb der Wassereinlässe der Düsen. Es ist denkbar, dass die mit Wasser gefüllte Teilquerschnittsfläche oberhalb der Wassereinlässe nur etwa 10%, vorzugsweise 1%, vorzugsweise 1 Promille der wassergefüllten Teilquerschnittsfläche unterhalb der Wassereinlässe im Betriebszustand ausmacht. Daher ist auch im Betriebszustand die weitaus größere Menge an Wasser unterhalb der Wassereinlässe im Wasserbehältnis vorgesehen, so dass durch Abzug einer prozentual geringen Wassermenge aus dem Wasserbehältnis und einem damit verbundenen Absenken des Wasserspiegels vom Betriebswasserspiegel zum Ruhewasserspiegel um vorzugsweise nur wenige Millimeter plötzlich alle Wassereinlässe gleichzeitig von der Wasserzufuhr abgeschnitten werden.
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Das Wasserbehältnis ist vorzugsweise ein längliches Hohlprofil, dessen Querschnitt unterschiedlich ausgeformt sein kann. In einer kostengünstig herstellbaren Ausführungsform ist der Querschnitt des Hohlprofils entlang seiner gesamten Längsrichtung rechteckförmig ausgebildet, und das Hohlprofil ist gegenüber dem Boden insgesamt um seine Längsachse gekippt, und somit sind die einzelnen Innenwandungen gegen den Boden schräg gestellt. Vorzugsweise ist das Hohlprofil um 10 bis 30 Grad, vorzugsweise 20 Grad gegenüber dem Boden gekippt. Unter Boden wird hier der ebene Erdboden verstanden.
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Günstigerweise können entlang des Querschnitts des Wasserbehältnisses mehrere in Längsrichtung nebeneinander vorzugsweise parallel verlaufende Düsenreihen vorgesehen sein. Dadurch entsteht der Eindruck einer sehr dichten Wasserleinwand. Der Betriebswasserspiegel liegt oberhalb der obersten Reihe und der Ruhewasserspiegel unterhalb der untersten Reihe an Düsen.
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Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 erfüllt, indem Wasser im Betriebszustand in ein Wasserbehältnis mit einer Längsrichtung und mit einer Mehrzahl von in Reihe in Längsrichtung horziontal angeordneter Wasserdüsen mit jeweils einem Wassereinlass und einem Wasserauslass solange in das Wasserbehältnis geleitet wird, bis der Wasserspiegel einen oberhalb der Reihe von Wassereinlässen angeordneten Betriebswasserspiegel erreicht und Wasser im Betriebszustand aus in einem lichten Abstand vom Boden angeordneten Wasserauslässen austritt und im Herabfallen auf den Boden eine Wasserleinwand erzeugt und in einem Ruhezustand ein Ruhewasserspiegel unterhalb der Wassereinlässe abgesenkt wird und die Wasserleinwand durch den Wechsel vom Betriebszustand in den Ruhezustand unterbrochen wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Wasser mittels einer zwischen einem Pumpmodus im Betriebszustand und einem Absaugmodus im Ruhezustand schaltbaren Pumpe im Betriebszustand in das Wasserbehältnis gepumpt, und die Pumpe wechselt im Ruhezustand in den Absaugmodus und saugt Wasser aus dem Wasserbehältnis ab.
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Um ein besonders exaktes zeitliches Unterbrechen des Nachlaufens zu ermöglichen, werden die Wassereinlässe in jeder Reihe von Düsen in exakt derselben horizontalen Höhe angeordnet.
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Die Erfindung wird anhand von drei Ausführungsbeispielen in fünf Figuren beschrieben. Dabei zeigen:
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1: Schnittansicht einer ersten Ausführungsform
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2: Perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform
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3: Schnittansicht der Ausführungsform 2
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4: Schnittansicht einer dritten Ausführungsform
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5: Querschnitt einer Düse
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1 stellt einen Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung einer Wasserleinwandvorrichtung 10 dar. Ein Teil der Wasserleinwandvorrichtung 10 besteht aus einem im Querschnitt rechteckförmigen Hohlprofil 11, das innen mit Wasser 12 befüllbar ist. Das Hohlprofil 11 kann in Längsrichtung L eine Länge von vorzugsweise ein bis zwei Metern, aber auch darüber hinaus beliebig längere Längen aufweisen. Das Hohlprofil 11 kann in Längsrichtung L entlang einer Längsachse gerade ausgebildet sein, aber insbesondere auch Bögen aufweisen. Das Hohlprofil 11 weist einen Wasseranschluss 13 auf, der über einen Wasserschlauch 14 mit einer nicht dargestellten Wasserpumpe verbunden ist.
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Die Wasserpumpe ist in einem Pump- und in einem Absaugmodus betreibbar. Im Pumpmodus pumpt die Wasserpumpe Wasser über einen Wasserschlauch 14 und den Wasseranschluss 13 in den Innenraum des Hohlprofils 11. Dabei bildet sich ein senkrecht zum Boden und zur Längsrichtung L in einer Höhe H höhenveränderlicher Wasserspiegel 15 aus. In 1 ist der Wasserspiegel 15 knapp unter der Höhe eines Betriebswasserspiegels 16 eingezeichnet. Wenn der Wasserspiegel 15 beim Betriebswasserspiegel 16 angekommen ist, befindet sich die Wasserleinwandvorrichtung 10 im Betrieb und erzeugt eine Wasserleinwand 22.
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In einer Wandung des Hohlprofils 11 angeordnete Düsen 17 weisen einen mit dem Inneren des Hohlprofils 11 wasserleitend in Verbindung stehenden Wassereinlass 18 und einen außen am Hohlprofil 11 angeordneten Wasserauslass 19 auf. Im Betrieb ist der Wassereinlass 18 gerade eben unterhalb des Betriebswasserspiegels 16 angeordnet, so dass das Wasser 12 von oben in den Wassereinlass 18 durch die Düse 17 hindurch aus dem Wasserauslass 19 austritt. Das durch mehrere in Längsrichtung L vorzugsweise exakt horizontal hintereinander angeordnete Düsen 17 gleichzeitig austretende und durch die Schwerkraft zum Boden 20 herabfallende Wasser 12 erzeugt die Wasserleinwand 22.
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Der Boden 20 ist in 1 unten außerhalb der Papierebene angeordnet. Das Hohlprofil 11 ist mit seiner Längsachse L horizontal ausgerichtet, in dem Sinne, dass der Betriebswasserspiegel 16 eine gleiche Befüllhöhe über den Wassereinlässen 18 der einzelnen Düsen 17 aufweist. Das heißt, der Betriebswasserspiegel 16 über jedem Wassereinlass 18 der Düsen 17 ist gleich. Das Hohlprofil 11 in 1 ist in der Querschnittsebene um 20 Grad schräg gestellt. Die Düsen 17 sind an einer dem Boden 20 zugewandten längeren Wandung des Hohlprofils 11 an ihrem äußeren, dem Boden 20 abgewandten Rand angeordnet.
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Es sind jedoch auch andere Schrägstellungen des Hohlprofils 11, beispielsweise um 30 Grad oder 40 Grad denkbar oder jede andere Gradzahl zwischen, über oder unter den genannten Gradzahlen, solange eine hinreichende Schräge gewahrt bleibt.
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Durch nur geringfügiges Absenken, um 1–3 mm, vorzugsweise 2 mm des Betriebswasserspiegels 16 auf einen Ruhewasserspiegel 21 wird der Wasserdurchfluss durch die einzelnen Düsen 17 plötzlich unterbrochen. Der Ruhewasserspiegel 21 ist in einer derartigen Befüllhöhe im Inneren des Hohlprofils 11 vorgesehen, dass die Wassereinlässe 18 der Düsen 17 oberhalb des Ruhewasserspiegels 21 angeordnet sind, so dass kein Wasser 12 aus dem Innenraum des Hohlprofils 11 durch die Düsen 17 hindurchlaufen kann. Im Ruhezustand wird keine Wasserleinwand 22 erzeugt.
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Ein Absenken des Betriebs- in den Ruhewasserspiegel 16, 21 geschieht durch Umschalten der Pumpe vom Pump – in den Absaugmodus. Im Absaugmodus wird zum einen kein Wasser 12 in das Hohlprofil 11 nachgeführt und zum anderen ein Teil des im Inneren des Hohlprofils 11 befindlichen Wassers 12 abgesaugt, um ein plötzliches Absenken des Wasserspiegels zu erzeugen. Unter Absaugmodus wird der Betriebszustand verstanden, in dem die Wasserpumpe direkt nach dem Umschalten kurzzeitig Wasser absaugt und danach in einen Ruhezustand übergeht.
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Der „Witz” an der Erfindung liegt darin, dass durch ein nur geringfügiges Absenken des Wasserspiegels 15 vom Betriebswasserspiegel 16 zum Ruhewasserspiegel 21, also dem Abführen einer nur sehr geringen Menge von Wasser 12 aus dem Innenraum des Hohlprofils 11 die Wasserzufuhr zu allen Düsen 17 mit sehr großer Genauigkeit und plötzlich unterbrochen werden kann, so dass von außen beim Betrachter der Wasserleinwand 22 der Eindruck entsteht, dass die Wasserleinwand 22 plötzlich abgeschaltet, gleichsam herabgelassen wird.
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Unter der Wasserleinwand 22 ist hier das Phänomen zu verstehen, dass das durch die einzelnen, dicht nebeneinander horizontal angeordneten Düsen 17 austretende Wasser 12 gleichsam eine Wasserleinwand 22 vor dem Betrachter ausbildet, gegen die Bilder, Filme usw. projiziert werden können, um ansprechende Lichteffekte zu erzeugen.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist das Hohlprofil 11 im Querschnitt senkrecht zu seiner in Längsrichtung L verlaufenden Längsachse L horizontal sechseckig. Der Wasseranschluss ist hier nicht eingezeichnet, er ist jedoch an der unteren Wandung des Sechseckprofils angeordnet. 2 zeigt ein Sechseckprofil, dessen Innenraum bis zum Betriebswasserspiegel 16 mit Wasser 12 befüllt ist. Die aus den einzelnen, in horizontaler Reihe in Längsrichtung L angeordneten Düsen 17 austretende Wasserleinwand 22 ist eingezeichnet.
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2 zeigt auch, dass der Betriebswasserspiegel 16 oberhalb des Wassereinlasses 18 der Düsen 17 nur eine sehr geringe Höhe (1 mm) aufweist. Das heißt, der wasserbefüllte Teilquerschnitt oberhalb der Wassereinlässe 18 ist sehr klein im Vergleich zu dem mit Wasser befüllten Teilquerschnitt unterhalb der Wassereinlässe 18. Das Verhältnis ist hier mindestens 10:1, kann jedoch auch 50:1 oder 100:1 sein. Dadurch ist es möglich, durch Absaugen einer im Verhältnis zur gesamten im Hohlprofil 11 bevorrateten Menge Wasser 12 den Wasserspiegel plötzlich um eine Höhe zwischen Betriebswasserspiegel 16 und Ruhewasserspiegel 21 herabzusenken. Die Höhendifferenz der beiden Wasserspiegel 16, 21 kann ggf. nur wenige Millimeter betragen.
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3 zeigt die Ausführungsform der 2 in einer Schnittansicht, wobei dort zusätzlich eine Halterung 31 in Form einer Aussparung in einer oberen Wandung des Hohlprofils 11 für ein Gestänge vorgesehen ist, welches es ermöglicht, das Hohlprofil 11 positionsstabil gegenüber dem Boden zu halten. Der Betriebswasserspiegel 16 und die Wasserleinwand 22 sind in 3 eingezeichnet. Der Innenraum des Hohlprofils 11 ist im Wesentlichen sechseckig ausgebildet, wobei auch hier eine untere Wandung den Wasseranschluss 13 aufweist, über den im Betriebszustand Wasser 12 in das Hohlprofil 11 eingefüllt wird und im Ruhezustand Wasser 12 aus dem Hohlprofil 11 herausgesaugt wird. Der eine Wasseranschluss 13 erfüllt dabei sowohl die Funktion des Wasserzuflusses als auch die des Wasserabflusses, je nach Betriebszustand und Betriebsmodus der (nicht eingezeichneten) Pumpe.
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3 zeigt auch eine der Düsen 17 im Querschnitt. Die abgebildete Düse 17 ist ein einfaches Kunststoffspritzgussbauteil, das in eine Bohrung 35 einer schrägen Wandung des Hohlprofils 11 eingesetzt wird. Die Düsen 17 sind entlang der Längsrichtung L gemäß 2 in der schrägen Wandung angeordnet. Die Düsen 17 sind alle baugleich.
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4 zeigt die Erfindung in einer dritten Ausführungsform. Dabei handelt es sich um eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform. In der dritten Ausführungsform sind drei Reihen von Düsen 17 in Längsrichtung L vorgesehen. Sie sind entlang der schrägen Wandung nebeneinander angeordnet. Der Höhenabstand des Wassereinlasses 18 der oberen Düsenreihe 41 und der unteren Düsenreihe 42 beträgt wenige Millimeter. Die Zeichnung ist nicht maßstabsgetreu und auch nicht maßgetreu.
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Die Düsen 17 der einzelnen Reihen 41, 42, 43 sind untereinander alle baugleich. 4 zeigt den Wasseranschluss 13. Die einzelnen Wandungen des Hohlprofils 11 sind in Längsrichtung L mit einer gleichbleibenden Stärke ausgebildet. Die Wandungen können jedoch untereinander eine unterschiedliche Stärke aufweisen. Die schräg gestellte, der Wasserleinwand 22 zugewandte Wandung weist drei Reihen 32, 33, 34 mit Bohrungen für die Düsen 17 auf.
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5 zeigt eine Düse 17 im Querschnitt. Die Düse 17 weist den Wassereinlass 18 und den Wasserauslass 19 auf, die durch einen Kanal 50 miteinander verbunden sind. Außen ist ein umlaufender Kragen 51 an der Düse 17 vorgesehen, der ein Durchrutschen der Düse 17 während des Einsteckvorgangs in die Bohrung 35 der schrägen Wandung verhindert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Wasserleinwandvorrichtung
- 11
- Hohlprofil
- 12
- Wasser
- 13
- Wasseranschluss
- 14
- Wasserschlauch
- 15
- Wasserspiegel
- 16
- Betriebswasserspiegel
- 17
- Düsen
- 18
- Wassereinlass
- 19
- Wasserauslass
- 20
- Boden
- 21
- Ruhewasserspiegel
- 22
- Wasserleinwand
- 31
- Halterung
- 32
- Reihe
- 33
- Reihe
- 34
- Reihe
- 35
- Bohrung
- 41
- Reihe
- 42
- Reihe
- 43
- Reihe
- 50
- Kanal
- 51
- Kragen
- L
- Längsrichtung
- H
- Höhe
- L
- horizontal Längsachse
