Volumenberechnung leicht gemacht - Volumen und Füllhöhe ermitteln

Kürzlich hat uns ein Kunde eine spannende Aufgabe gestellt: Es sollte schnell und einfach das innere Volumen eines Kanisters erstellt und zudem noch die passende Füllhöhe für ein bestimmtes Volumen ermittelt werden. Den Lösungsweg möchten wir Ihnen in diesem Beitrag beschreiben.

3D-Modell des Behälters als Grundlage

Die Voraussetzung für diesen Lösungsweg ist das 3D-Modell des Behälters, welcher zur Ermittlung der Füllhöhe verwendet werden soll. In unserem Fall ist dies ein einfacher Kanister mit Henkel. Das Modell sollte natürlich schon ausgehöhlt sein, wie dies hier in der Schnittansicht dargestellt ist:

Der nächste Arbeitsgang ist die Erstellung einer Ebene, welche als Füllhöhen-Markierung dient. Dazu versetzen wir einfach die Ebene „Oben“ parallel um einen angenommenen Betrag für die Füllhöhe. Sollte keine der Grundebenen sauber am Behälterboden liegen, müsste vorab noch eine Ebene am Boden erstellt werden.

Erstellen des inneren Volumens

Mit dem Befehl „Überschneiden“ ist das Erstellen des inneren Volumens mit wenigen Klicks möglich. Der Befehl kann aus sich schneidenden Flächen, Volumen oder Ebenen die resultierenden Volumina erzeugen. Für unseren Anwendungsfall ist die Auswahl des umschließenden Körpers (der Behälter) sowie der erstellten Ebene für die Füllhöhe nötig und die Option „interne Bereiche erstellen“ erzeugt uns das gewünschte innere Volumen.

Sind die Eingaben und die Optionen korrekt gewählt, wird mit einem Klick auf „Schneiden“ die Vorschau für das erwartete Ergebnis generiert. Zudem werden weitere Optionen zur Ergebnisdefinition eingeblendet. Im unteren Bereich (1) kann selektiert werden, welche Volumina erstellt oder ausgelassen werden. Wichtig ist noch die markierte Option zum Verschmelzen der Ergebnisse (2). Dies ist in unserem Fall natürlich nicht gewünscht und wird somit deaktiviert.

Wird der Befehl mit „Ok“ bestätigt, bekommen wir einen weiteren Volumenkörper (das innere Volumen) in unserem Teil angezeigt. Zur besseren Ansicht haben wir die Features und Körper in den Screenshots entsprechend umbenannt.

Erzeugtes Volumen überprüfen

Da wir uns anfangs eine Füllhöhe ausgedacht haben und eigentlich nicht wissen, wie viel inneres Volumen damit erzeugt wird, sollten wir dies nun überprüfen. Dazu wird das Volumen im Featurebaum angewählt (1) und der Befehl für die Masseeigenschaften aufgerufen. Wird das einzelne Volumen vorher selektiert, wird auch nur die entsprechende Auswahl (2) berechnet und die Masse, die Dichte und das Volumen (3) dafür ausgegeben. Im Beispiel sind dies 19,72 Liter.

Sensor-Parameter definieren

Die Füllhöhe unseres Behälters soll im folgenden Schritt so angepasst werden, dass sich ein Volumen von genau 20 Litern darin befindet. Dazu kann ein sogenannter Sensor benutzt werden, welcher bestimmte definierte Werte überwacht. Erstellt wird so ein Sensor im Featurebaum per rechter Maustaste auf den entsprechenden Ordner.

Zur Definition des Sensors wählen wir den Sensortyp „Masseneigenschaften“ (1) und davon die Eigenschaft „Volumen“ (2). Wichtig ist hier wieder die Auswahl des inneren Volumens (3) und nicht des ganzen Bauteils! Der aktuell gemessene Wert wird auch gleich im Sensor angezeigt (4). Um eine Überwachung zu gewährleisten, kann noch ein Alarm definiert werden (5), welcher direkt bei überschreiten eines vorgegebenen Werts ein Signal gibt.

Mit dem aktiven Sensor kann nun die Füllhöhe (1) verändert werden. Im Featurebaum gibt es ein direktes Feedback (2), bei welchem Volumen wir mit den geänderten Werten herauskommen.

Auf diese Art kann die passende Füllhöhe für mein Behältnis recht flott ermittelt werden.

Weitere Tipps rund um SOLIDWORKS gibt es auch auf: www.iknow-solidworks.de

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