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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Funktionselement zur Verwendung im Nassbereich, insbesondere im Bereich eines Schwimmbeckens, umfassend wenigstens ein korrosionsbeständiges Oberflächenelement aus Edelstahl mit Wasserkontakt.
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Derartige Funktionselemente sind bereits allgemein bekannt. Da Materialien im Nassbereich, wie etwa in oder am Schwimmbecken ständigem Wasserkontakt ausgesetzt, sind, wird bevorzugt auf korrosionsbeständige Oberflächen zurückgegriffen. So werden beschichtete Keramikfliesen zum Auskleiden des Schwimmbeckens aber auch der umliegenden Flächen verwendet. Bereiche, in denen man nicht immer auf mit Keramik ausgestaltete Funktionselemente zurückgreifen kann, werden entweder aus Kunststoff gefertigt, wie es zum Beispiel bei Rutschen in Spaßbädern der Fall ist, oder aus Edelstahl, wie etwa Geländer oder Rinnenabdeckungen, sofern die Funktionseinheit eine gewisse Tragfähigkeit aufweisen muss.
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Der Edelstahl wird meist nach einer Passivierung im Nassbereich eingesetzt, da sonst das in ihm enthaltene Eisen oxidiert wird. Edelstahl, der zu einem gewissen Teil aus Chrom besteht, kann durch Säureeinwirkung natürlich passiviert werden. Wird ein solcher Edelstahl mit Säure in Kontakt gebracht, bildet sich auf seiner Oberfläche eine inerte Chromoxidschicht, die das darunter liegende Material vor weiterer Korrosion schützt. Der Edelstahl bietet eine hervorragende Möglichkeit, Funktionselemente mit einer großen Formenvielfalt für den Nassbereich zu gestalten, die tragfähig, robust und korrosionsbeständig sind. Bei Gegenständen aus Edelstahl, die der Luft ausgesetzt sind, kann die natürliche Passivierung mit der Zeit stattfinden, da für diesen Prozess zur Oxidation der Oberfläche der Sauerstoff aus der Luft direkt an den zu passivierenden Stellen angreift. Dieser Prozess geht jedoch sehr langsam vonstatten, wenn er nicht von außen beschleunigt wird. Bei Konstruktionen, die unpassiviert im Salzwasser installiert werden, ist der Zugang zu Sauerstoff gehemmt, da der Anteil an freiem Sauerstoff im Wasser deutlich geringer ist als in der Luft. Zusätzlich können sich Rückstände an den Oberflächen festsetzen, die eine Passivierung verhindern können, sei es Kalk oder, im Falle einer Sole, feine Salzablagerungen. Daher ist es von Vorteil für die Langlebigkeit des Produkts, wenn eine Passivierung vor der Verwendung in Nassbereich stattgefunden hat.
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Die Probleme, die sich durch ein Funktionselement aus Edelstahl ergeben, sind dass die Oberflächenbeschaffenheit des verchromten Edelstahls schon kleinste Verschmutzungen, wie etwa Fingerabdrücke oder Ablagerungen, die von Wasserspritzern herrühren, sichtbar hervorhebt. Dies hängt primär mit der geringen Mächtigkeit der Schichtdicke zusammen. Im Salzwassernassbereich, insbesondere bei hohen Salzkonzentrationen, werden Funktionselemente aus Edelstahl vermieden, da der permanente Kontakt mit Salzwasser diese anlaufen lässt, um den zusätzlichen Pflegeaufwand, die ein solches Funktionselement mit sich bringt, zu vermeiden. Zudem muss zur Konstruktion Stahl mit einer eigenen Chromkomponente herangezogen werden, da bei der natürlichen Passivierung das Chrom vom Material selbst gestellt werden muss.
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Soweit es gewünscht ist, farbige Funktionselemente einzusetzen, so muss auf eine Pulverbeschichtung oder Lackierung zurückgegriffen werden. Derartige Beschichtungen sind allerdings im Salzwassernassbereich anfällig, da derartige Beschichtungen mit dem Salz reagieren und leicht dadurch angegriffen werden.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Funktionselement bereitzustellen, welches eine Farbbeschichtung aufweist, aber dennoch im Salzwassernassbereich unproblematisch verwendet werden kann.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Funktionselement gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, sowie durch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Funktionselements gemäß den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 12 und 13. Sinnvolle Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Funktionselements können den sich an den Anspruch 1 anschließenden abhängigen Ansprüchen entnommen werden.
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Erfindungsgemäß ist ein Funktionselement zur Verwendung im Nassbereich vorgesehen, insbesondere im Bereich eines Schwimmbeckens, umfassend wenigstens ein korrosionsbeständiges Oberflächenelement mit Wasserkontakt, wobei das Oberflächenelement eine salzbeständige Beschichtung aufweist, welche wenigstens eine zusätzliche, elektrochemisch aufgetragene Chromoxidschicht umfasst, welche auf eine natürliche Chrompassivschicht oder direkt auf die unbehandelte Fläche des Oberflächenelements aufgebracht ist. Durch die elektrochemische Aufbringung einer zusätzlichen Chromoxidschicht, deren Dicke je nach Einsatzgebiet beliebig gewählt werden kann, wird das Funktionselement mit einer Farbschicht versehen, welche gegen die Einwirkung von Salzwasser geschützt ist und kann so trotz der Färbung Verwendung im Bereich eines Salzwasserbeckens finden, da sie zusätzlich zu ihrer inerten Eigenschaft den mechanischen Abrieb erschwert. Bei der Herstellung des Funktionselements kann gewählt werden, ob die natürliche Passivierung mit einer Chromoxidschicht vor der elektrochemischen Behandlung auftragen werden soll oder direkt nur die elektrochemisch aufgetragene Chromoxidschicht aufgetragen wird. Durch die elektrochemisch aufgetragene Chromoxidschicht wird die Farbschicht des Funktionselements vor den negativen Wechselwirkungen des Salzwassers, wie etwa Korrosion oder Anlaufen, dauerhaft geschützt und benötigt dementsprechend weniger Pflege bei längerer Lebensdauer. Aufgrund der Reflexionen an der Außenfläche der zusätzlichen Chromoxidschicht und der dann innenliegenden Fläche, beispielsweise von Edelstahl, und einer dazwischen auftretenden Interferenz ändert sich in Abhängigkeit von der Dicke der aufgetragenen Schicht die Farbgebung, ohne dass hierfür eine Durchfärbung des Materials oder auch nur der Chromoxidschicht erforderlich wäre. Auch handelt es sich im Gegensatz zu einem Farbauftrag um einen permanenten Effekt, welcher keiner Verfärbung durch Sonnenlicht und keiner sonstigen Alterung unterliegt. Es ergibt sich dadurch die Möglichkeit, die Funktionselemente des Schwimmbeckens in verschiedenen Farben auszugestalten.
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Von Vorteil ist es, wenn das Funktionselement, vorzugsweise durch Umformung, Beschneidung, Schweißen, Vernieten oder Verschrauben, aus einer einzigen Materialeinheit oder aus mehreren Materialeinheit einer Charge, hergestellt ist. Hierdurch wird gewährleistet, dass die elektrochemisch aufgetragene Chromoxidschicht über die gesamte Fläche des Funktionselements dieselbe Mächtigkeit aufweist. Dies ist wegen der genannten Farbgebung durch die Chromoxidschicht wichtig. Um sicher gehen zu können, dass der Farbton über die gesamte Fläche des Funktionselements identisch ist, ist es weniger aufwendig, mit einem Oberflächenelement zu arbeiten, als mehrere Oberflächenelemente durch eine anschließende Weiterbehandlung im Farbton anzupassen.
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Weiter kann ein Funktionselement in konkreter Ausgestaltung als Wasserdüsenanordnung gebildet sein. Gerade bei Wasserdüsen, die in regelmäßigem und besonders innigem Wasserkontakt stehen, ist eine Beschichtung zur Sicherstellung einer Korrosionsbeständigkeit von Vorteil. Es soll vermieden werden, dass Wasser, welches aus den Wasserdüsen austritt, auf dem Material der Wasserdüsen Spuren hinterlässt, selbst wenn die Wasserdüsen in einem Salzwasserbecken zum Einsatz kommt. So können auch Wasserdüsen, die sich permanent im Salzwasserbecken befinden, mit dem elektrochemisch beschichteten Stahl hergestellt werden und sich in das Farbkonzept des Nassbereich anpassen.
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Eine solche Schwalldusche kann hierbei als, vorzugsweise bogenförmiger, Hohlkörper ausgebildet sein, welcher an einer Zulaufseite mit einer Wasserversorgung verbunden ist und ein Steigrohr zur Befüllung aus der Wasserversorgung bis zu einer Überlaufkante ausbildet, wobei sich an das Steigrohr zwischen der Überlaufkante und einer Abrisskante ein flächiges, vorzugsweise gewölbtes, Leitelement anschließt. Bei der Ausgestaltung der Schwalldusche als Hohlkörper kann das Wasser in diesem Hohlkörper aufsteigen und sobald es die Überlaufkante erreicht hat, mittels eines Leitelements flächig zur Abrisskante geleitet werden. Durch die Höhe der Schwalldusche und die Wassermenge, die durch die Ausgestaltung als Hohlkörper der Schwalldusche zur Verfügung steht, kann das Wasser mit genug Volumen über die Abrisskannte fließen und einen gleichmäßigen Schwall bilden, ohne dass hierfür ein großer Wasserdruck erforderlich ist. Der Hohlkörper füllt sich einfach als Ganzer mit Wasser und über das Leitelement tritt das Wasser als Wasserschwall aus, welches die Überlaufkante übersteigt.
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Der Begriff des Bogens soll hierbei so verstanden werden, dass bereits dann ein bogenförmiger Hohlkörper vorliegt, wenn dieser ein Steigrohr, eine Überlaufkante und ein hinter der Überlaufkante abschüssig angeordnetes Leitelement aufweist, auch wenn diese gerade ausgebildet oder abschnittsweise abgekantet sind. Auch können umgekehrt das Steigrohr und das Leitelement nahtlos ineinander übergehen und die Überlaufkante dazwischen lediglich den höchsten Punkt ausbilden.
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Weiter kann ein solches, wasserführendes Funktionselement über ein Rohrsystem mit einem pumpenbetriebenen Wasserkreislauf des Schwimmbeckens verbunden sein. Diese Ausgestaltung der Schwalldusche stellt dahingehend eine flexible Variante der Ausgestaltung dar, dass sie an jeder Stelle des bereits vorhandenen Wasserkreislaufs angebaut werden kann und somit die bereits vorhandene Infrastruktur wie Rohrleitungen und Pumpe mit nutzen kann, ohne weitere Kosten zu verursachen. Eine separate Pumpe zum Betrieb der Schwalldusche kann hierdurch entfallen.
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Weiter kann einem solchen Rohrsystem ein, vorzugsweise elektronisch gesteuertes, Ventil zugeordnet sein, welches das Wasser aus dem pumpenbetriebenen Wasserkreislauf des Schwimmbeckens in das Funktionselement umleitet. Durch ein solches Ventil kann die Schwalldusche jederzeit im Wechsel mit der Umwälzung des Wasserbeckens angesteuert werden, im Falle, dass die Umwälzpumpe des Wasserbeckens nicht die Leistung erbringen kann, sowohl das Wasser des Beckens umzuwälzen als auch gleichzeitig die Schwalldusche im vollen Umfang zu betreiben, kann das Ventil genutzt werden, um die volle Pumpleistung in die Schwalldusche zu lenken oder beim Ausschalten der Schwalldusche wieder im vollen Umfang für die Umwälzung des Beckens bereitzustellen. Zusätzlich ist durch ein solches Ventil die Kontrolle über die Wassermenge, die durch das Funktionselement fließt, denkbar.
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Abermals kann es weiter von Vorteil sein, wenn das Funktionselement durch das Rohrsystem exklusiv, oder ausschließlich gemeinsam mit anderen Funktionselementen, versorgt ist. Mithilfe eines separaten Rohrsystems können unabhängig von der Umwälzpumpe des Beckens ein oder mehrere Funktionselemente mit hohem Wasserdurchsatz gleichzeitig betrieben werden. So können mehrere Schwallduschen an einem Becken gleichzeitig bedient werden, oder in Kombination mit weiteren Funktionselementen, wie Massagedüsen, bei gleichzeitigem fortbestehendem Betrieb der Aufbereitung des Wassers. Auch können zwischen mehreren in einem Kreis versorgten Funktionselementen Ventile angeordnet sein, welche deren einzelne Ansteuerung ermöglichen.
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Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn das Oberflächenelement eine mustergewalzte Oberflächenstrukturierung aufweist. Ein gemustertes Funktionselement, wie etwa eine Bodenabdeckung weist durch ein geschickt gewähltes Muster durch die Profilierung einen Anti-Rutsch-Effekt auf und kann Aquaplaning bei unerwünschten Wasseransammlungen in nassbelasteten Bodenbereichen verhindern. Dies erhöht die Sicherheit der Nutzer im Schwimmbeckenbereich im Vergleich zu entsprechenden Elementen aus glatten Materialien.
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In der genannten Ausführung ist es von Vorteil, wenn das korrosionsbeständige Oberflächenelement aus einem Metall oder einer Metalllegierung, insbesondere Stahl, besonders bevorzugt aus Edelstahl besteht. Stahl oder Edelstahl eignet sich besonders für die Konstruktion von Funktionselementen, die zum Beispiel wie im Fall der Schwalldusche oder einer Rutsche einer Belastung ausgesetzt sind. Zusätzlich entfaltet die elektrochemisch aufgebrachte Chromoxidschicht auf Stahloberflächen besonders vorteilhaft ihre optischen Qualitäten, da sie je nach Mächtigkeit dem Material einen bestimmten Farbton verleihen kann, ohne dass der metallische Glanz, welcher von dem Material ausgeht, eingebüßt wird.
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Ein solches Funktionselement zur Verwendung im Nassbereich, insbesondere im Bereich eines Schwimmbeckens, wird in einer ersten Variante erfindungsgemäß dadurch hergestellt, dass eine Materialeinheit, insbesondere ein Blech aus Stahl oder Edelstahl, zunächst mit wenigstens einer passiven Chromoxidschicht und/oder einer weiteren elektrochemisch aufgebrachten Chromoxidschicht beschichtet und dann zu dem Funktionselement umgeformt und/oder zusammengesetzt wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass während der Zwischenlagerung der Materialeinheit oder während des Herstellungsprozesses des Funktionselements keine Korrosion am Material auftreten kann.
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In einer zweiten Verfahrensvariante wird ein Funktionselement zur Verwendung im Nassbereich, insbesondere im Bereich eines Schwimmbeckens, bei dem eine Materialeinheit, insbesondere ein Stahlblech, zunächst zu dem Funktionselement umgeformt und/oder zusammengesetzt und dann mit wenigstens einer passiven Chromoxidschicht und/oder einer weiteren elektrochemisch aufgebrachten Chromoxidschicht beschichtet. Durch diese Vorgehensweise kann zusätzlich zu dem Vorteil des gleichmäßigen elektrochemischen Beschichtens sichergestellt werden, dass gegebenenfalls durch die Ausgestaltung aufgetretene Verarbeitungskanten, Schnittkanten, und Schweißflächen ebenfalls beschichtet werden und somit keine ungeschützten Angriffsflächen für Korrosion darstellen können.
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Die vorstehend beschriebene Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen
- 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäß hergestellten Schwalldusche,
- 2 einen Schnitt durch ein Oberflächenelement aus Edelstahl, auf der sowohl eine durch Passivierung entstandene Chromoxidschicht, als auch eine elektrochemisch aufgetragene Chromoxidschicht vorhanden sind, sowie
- 3 einen Schnitt durch ein Oberflächenelement aus Edelstahl, auf der sowohl eine durch Passivierung entstandene Chromoxidschicht, als auch eine elektrochemisch aufgetragene Chromoxidschicht vorhanden sind, wobei die Mächtigkeit der zweiten Chromoxidschicht dicker gewählt ist als in 2.
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1 zeigt eine Schwalldusche 1 mit einem bogenförmig ausgestalteten Hohlkörper 2, der in seinem Basisbereich eine Zulaufseite 7 aufweist, die einen Wassereintritt in das Innere des Hohlkörpers 2 erlaubt. Das Wasser steigt, angetrieben durch eine hier nicht weiter gezeigte externe Pumpe, die an einem ebenfalls hier nicht gezeigtem Rohrsystem angeschlossen ist, innerhalb des Hohlkörpers 2 bis zu einer Überlaufkante 3 an. Sobald der Wasserpegel die Überlaufkante 3 erreicht, wird es mithilfe eines flächig ausgebildeten Leitelements 4 zur Abrisskante 5 geleitet, an der es den Hohlkörper 2 der Schwalldusche 1 durch eine Öffnung 6, die entlang der Abrisskante 5 verläuft, verlässt. Im Wesentlichen bildet die bogenförmige Ausgestaltung des Körpers der Schwalldusche 1 die Voraussetzung für ein optimales Ausfließen entlang der Abrisskante 5, da durch diese Ausgestaltung nicht nur eine ästhetische Form ausgebildet wird, sondern auch eine ausreichende Höhe erreicht wird, sodass das Wasser allein durch das Ausfließen über das Leitelement 4 entlang der Abrisskante 5 einen hinreichenden Schwall formt. Hierbei ist die Schwalldusche 1 als Ganze aus Edelstahl 11 hergestellt, welcher zunächst eine natürliche Chromoxidschicht 12 aufweist. Da jedoch eine Einfärbung an der Schwalldusche gewünscht wird, eine Farbbeschichtung jedoch für einen Betrieb an einem Salzwasserbecken problematisch ist, wurde die Oberfläche der Schwalldusche 1 als Ganzes über ein Tauchbad elektrochemisch behandelt und hierbei entweder eine bereits vorhandene, natürliche Chromoxidschicht 12 durch eine zusätzliche Chromoxidschicht 13 erweitert oder eine neue, dickere Chromoxidschicht 14 aufgebracht. Hierdurch eignet sich die Schwalldusche 1 trotz ihrer Färbung auch für einen Einsatz an einem Salzwasserbecken.
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2 zeigt einen Schnitt durch ein Oberflächenelement 10, das aus Edelstahl 11 gefertigt ist. Der Edelstahl 11 dieses Oberflächenelements 10 weist eine natürliche Chromoxidschicht 12 auf, die durch die natürliche Passivierung des Edelstahls 11 entsteht, sofern dieser mindestens etwa 10% Chromanteil besitzt und zum Beispiel in Zitronensäure getaucht wird. Dabei oxidiert das im Edelstahl 11 bereits vorhandene Chrom zu einer die Oberfläche des Edelstahls 11 passivierenden natürlichen Chromoxidschicht 12, die weitere Bestandteile, wie etwa Eisen, vor Oxidation bewahrt, sodass der Stahl nicht rostet, solange diese natürliche Chromoxidschicht 12 intakt ist. Jedoch ist diese natürliche Chromoxidschicht 12 sehr dünn und wirkt sich farblich nicht auf die Konstruktion aus. Die zweite Chromoxidschicht 13 wird hingegen elektrochemisch aufgetragen, wobei das Chrom für die zweite Chromoxidschicht im Rahmen der Anwendung bereitgestellt wird und nicht wie im Falle der natürlichen Chromoxidschicht 12 einen Bestandteil des Edelstahls 11 darstellt. Durch die externe Bereitstellung des Chroms kann die Mächtigkeit der zweiten Chromoxidschicht 13 frei gewählt werden, wie es in 3 anhand der dritten Chromoxidschicht 14, die mächtiger ist, dargestellt ist, da sie nicht von der Zusammensetzung des Edelstahls 11 abhängig ist. Neben der Widerstandsfähigkeit des Edelstahls 11 gegen widrige Bedingungen, wie etwa ständigen Kontakt mit Salzwasser, kann durch die Mächtigkeit der zweiten Chromoxidschicht 13 oder der dritten Chromoxidschicht 14 ein Farbeffekt erreicht werden, der von der gewählten Mächtigkeit der Chromoxidschicht abhängt. Sobald von einer Lichtquelle 8 auf das Oberflächenelement 10 einfallendes Licht 15 trifft, wird es von der Oberfläche des Edelstahls 11, der natürlichen Chromoxidschicht 12 und der zweiten Chromoxidschicht 13, beziehungsweise des Edelstahls 11 und der dritten Chromoxidschicht 14, reflektiert. Das reflektierte Licht teilt sich hierbei in einen ersten reflektierten Anteil 16, der direkt von der Oberfläche der zweiten Chromoxidschicht 13 reflektiert wird. Der zweite reflektierte Anteil 17 wird von der Oberfläche des Edelstahls 11 reflektiert, da sowohl die natürliche Chromoxidschicht 12 als auch die zweite Chromoxidschicht 13, beziehungsweise die dritte Chromoxidschicht, 14 transparent sind. Durch den Unterschied in der Weglänge weisen der erste reflektierte Anteil 16 und der zweite reflektierte Anteil 17 unter sich einen Gangunterschied auf, der zu Interferenzen führt, deren Auswirkung von einem menschlichen Auge 8 als Farbton wahrgenommen wird. Im Gegensatz zu herkömmlich aufgetragenen Lacken oder Farben, die regelmäßig erneuert werden müssen, haben Farbtöne, die durch die zweite Chromoxidschicht 13 entstehen, dieselbe Lebensdauer wie der Edelstahl 11. Zusätzlich wird durch die insgesamt dickere Chromoxidschicht und den zusätzlich auftretenden Farbton das Hervorstechen der Ablagerungen und Verschmutzungen verhindert.
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Vorstehend beschrieben ist somit ein Funktionselement, dessen Oberfläche durch die Hinzufügung einer Chromoxidschicht behandelt wird, sodass das Funktionselement eingefärbt werden und in einer gefärbten Ausführung im Salzwassernassbereich verwendet werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schwalldusche
- 2
- Hohlkörper
- 3
- Überlaufkante
- 4
- Leitelement
- 5
- Abrisskante
- 6
- Öffnung
- 7
- Zulaufseite
- 8
- Lichtquelle
- 9
- Auge
- 10
- Oberflächenelement
- 11
- Edelstahl
- 12
- natürliche Chromoxidschicht
- 13
- zweite Chromoxidschicht
- 14
- dritte Chromoxidschicht
- 15
- einfallendes Licht
- 16
- erster reflektierter Anteil
- 17
- zweiter reflektierter Anteil
