CalotteCalc
Konstruktionssoftware für kugelförmige / kuppelförmige Dachbauten / Dachkuppeln.
Bei Fermentern (Gärbehältern) von Biogasanlagen, werden kugelförmige Dachkonstruktionen für das Sammeln von Gasen verwendet weil deren Aufbau für hohe Gasdrücke ausgelegt ist. Für den Bau solcher Dachkuppeln müssen spezielle Berechnungen an der Kugel erfolgen, damit eine Kalotte (Kugelschnitt) in 2-dimensionaler Ebene nach Maß angefertigt werden kann. Alle diese Berechnungsschritte werden von CalotteCalc erledigt. Es wird keine Zeit mit aufwändigen Berechnungen verschwendet sondern die Konstruktion in wenigen Minuten geplant.
Welche Parameter benötigt CalotteCalc für die Berechnung?
- Durchmesser
- Höhe
- Segmente pro 90 Grad
- Kantenüberlappung (an einer Seite zum verschweissen von Planenmaterial) optional
- Anzahl der Maßpunkte
CalotteCalc berechnet alle Werte ohne die Angabe einer Maßeinheit um flexibel eingesetzt werden zu können. So können Millimeter, Zentimeter, Zoll und auch Meter als Maßeinheit verwendet werden. Die Ergebnisse der Spezialberechnung werden auf 2 Nachkommastellen gerundet um bestmögliche Konstruktionsvorraussetzungen zu schaffen. Auch wenn dies von Hand getätigt werden sollte.
Wie genau sieht das Berechnungsergebnis aus?
Da die Einzelelemente (in CalotteCalc Segmente genannt) in der zweidimensionalen Projektion eines Kugelabschittes
keine geraden Kanten besitzen, wie oftmals angenommen, werden sogenannte Maßpunkte berechnet. Mithilfe dieser Maßpunkte
kann nun ein einzelnes Segment angefertigt werden. CalotteCalc berechnet die komplette Anzahl der benötigten Segmente um den
Kugelschnitt herstellen zu können. Da alle Segmente die selbe Größe haben, wurde die Berechnung auf ein Segment beschränkt.
Ist das Ergebnis eine exakte Nachbildung eines Kugelschnittes?
Nein. Die Berechnungsergebnisse sind nur eine Näherung. Die Projektion eines Einzelsegments, eines Kugelschnittes, in der
2-dimensionalen Ebene hat Seiten / Kanten mit einer Krümmung. Weil sich gekrümmte Seiten aber schlecht anzeichnen lassen,
wird mit Maßpunkten gearbeitet. Diese Maßpunkte geben die Krümmung der Seiten annähernd wieder, erleichtern aber das Anzeichnen
oder Zuschneiden des Planenmaterials. Allerdings kann die Näherung der Seitenkrümmung beeinflusst werden indem man die Anzahl
der Maßpunkte für eine Berechnung erhöht oder verringert. Eine geringere Maßpunktanzahl macht das Segment eckiger, vereinfacht aber
den Zuschnitt, da nur wenige Maßpunkte angezeichnet und an ihnen geschnitten werden muss. Eine hohe Maßpunktanzahl sorgt für
ein runderes Segment, erhöht aber den Arbeitsaufwand enorm, da viel mehr Maßpunkte angezeichnet werden müssen. Wie hoch die
Anzahl letztendlich zu sein hat, ist vom Projekt und der Herstellungsweise abhängig. Bei maschineller Fertigung können i.d.R.
viel mehr Maßpunkte verwendet werden.
Wie berechnet CalotteCalc das Ergebnis?
CalotteCalc berechnet mithilfe der eingegebenen Werte Durchmesser und Höhe wie groß die tatsächliche Kugel des
Kugelschnittes ist. Welchen Öffnungswinkel der Kugelschnitt hat, deren Umfang und Radius. Anschliessend wird der Kugelschnitt
in Segmente aufgeteilt und deren Größe berechnet. Mithilfe der Anzahl der Maßpunkte, werden auf der Kalotte Kleinkreise (Breitengrade)
eingezeichnet. Die Abstände der Kleinkreise sind auf der Kugel gleich und bestimmen die Position der Maßpunkte. Zusätzlich
werden die Maßpunktabstände eines Segments zusammen gerechnet um deren Länge zu bestimmen. Die Breite des Segments berechnet
sich aus dem Winkel des ersten Breitengrades in Bezug auf den Gesamtumfang und die Anzahl der Segmente des Kugelschnittes.
Wie wird das Ergebnis ausgegeben?
Alle Berechnungsergebnisse werden direkt in CalotteCalc ausgegeben. Dazu wird eine übersichtliche Skizze des berechneten Segments
angezeigt. Bestimmte Anzeigeoptionen können ein/ausgeblendet werden. Eine Tabelle beinhaltet die Werte aller Maßpunktkoordinaten
und weitere Ergebniswerte, die das Anzeichnen erleichtern. Zusätzlich zur Bildschirmausgabe, können die Berechnunsgsergebnisse
inklusive Skizze und Maßpunkttabelle ausgedruckt werden. Ausserdem unterstützt CalotteCalc den Datenexport der Maßpunkttabelle
im CSV-Dateiformat. So können die Berechnungsergebnisse in anderen Programmen weiter verarbeitet werden.
Screenshots von CalotteCalc
Biogasanlagen mit kuppelförmigem Dach
CalotteCalc in der Skizzenausgabe
CalotteCalc in der Maßpunkt-Ausgabe
CalotteCalc in der Druckausgabe
