HISTORIA ROZWOJU I PRODUKCJI MAGNABEND
Geneza pomysłu:
W 1974 roku musiałem wykonać pudełka do obudowy projektów elektronicznych.Aby to zrobić, zrobiłem sobie bardzo prymitywną składarkę z blachy z kilku kawałków kątownika połączonych zawiasami i trzymanych w imadle.Delikatnie mówiąc, był bardzo niewygodny w użyciu i niezbyt wszechstronny.Szybko zdecydowałem, że czas zrobić coś lepszego.
Zastanawiałem się więc, jak zrobić „właściwy” folder.Jedną rzeczą, która mnie niepokoiła, było to, że konstrukcja zaciskowa musiała być przywiązana z powrotem do podstawy maszyny na końcach lub z tyłu, a to przeszkadzało w realizacji niektórych rzeczy, które chciałem zrobić.Więc wykonałem skok wiary i powiedziałem ... OK, nie przywiązujmy struktury zaciskowej do podstawy, jak mogę sprawić, by to zadziałało?
Czy był jakiś sposób na zerwanie tego połączenia?
Czy możesz trzymać się przedmiotu bez przyczepiania do niego czegoś?
To wydawało się śmieszne pytanie, ale kiedy sformułowałem pytanie w ten sposób, wpadłem na możliwą odpowiedź:
Możesz wpływać na rzeczy bez fizycznego połączenia z nimi ... poprzez POLE!
Wiedziałem o polach elektrycznych*, grawitacyjnych* i magnetycznych*.Ale czy byłoby to wykonalne?Czy to faktycznie zadziała?
(* Na marginesie warto zauważyć, że współczesna nauka nie wyjaśniła jeszcze w pełni, jak faktycznie działa „siła na odległość”).
To, co wydarzyło się później, to wciąż jasne wspomnienie.
Byłem w swoim domowym warsztacie i było już po północy i czas iść spać, ale nie mogłem oprzeć się pokusie wypróbowania tego nowego pomysłu.
Wkrótce znalazłem magnes w kształcie podkowy i kawałek podkładki z mosiądzu.Włożyłem mosiężną podkładkę między magnes a jego „uchwyt” i zgiąłem mosiądz palcem!
Eureko!Zadziałało.Mosiądz miał tylko 0,09 mm grubości, ale zasada została ustalona!
(Zdjęcie po lewej jest rekonstrukcją oryginalnego eksperymentu, ale wykorzystuje te same elementy).
Byłem podekscytowany, ponieważ od samego początku zdałem sobie sprawę, że jeśli pomysł można zrealizować w praktyczny sposób, będzie to nowy pomysł na formowanie blachy.
Następnego dnia opowiedziałem mojemu koledze z pracy Tony'emu Graingerowi o moich pomysłach.On też był trochę podekscytowany i naszkicował dla mnie możliwy projekt elektromagnesu.Zrobił też kilka obliczeń dotyczących tego, jakie siły można uzyskać z elektromagnesu.Tony był najmądrzejszą osobą, jaką znałem, i miałem szczęście, że miałem go za kolegę i dostęp do jego ogromnej wiedzy.
Cóż, początkowo wydawało się, że pomysł prawdopodobnie zadziała tylko w przypadku dość cienkich arkuszy blachy, ale był wystarczająco obiecujący, aby zachęcić mnie do kontynuowania.
Wczesny rozwój:
W ciągu następnych kilku dni zdobyłem kilka kawałków stali, trochę miedzianego drutu i prostownik i zbudowałem swój pierwszy elektro-magnetyczny folder!Nadal mam go w swoim warsztacie:
Część elektromagnesu tej maszyny jest oryginalnym oryginałem.
(Pokazany tu przedni słup i belka gnąca były późniejszymi modyfikacjami).
Chociaż dość prymitywna ta maszyna działała!
Jak przewidywałem w moim oryginalnym momencie eureka, rzeczywiście pręt zaciskowy nie musiał być przymocowany do podstawy maszyny na końcach, z tyłu ani gdziekolwiek.W ten sposób maszyna była całkowicie otwarta i miała otwarte gardło.
Ale aspekt otwartego końca można było w pełni zrealizować tylko wtedy, gdyby zawiasy belki gnącej były również nieco niekonwencjonalne.
Przez następne miesiące pracowałem nad swego rodzaju półzawiasem, który nazwałem „zawiasem kubkowym”, zbudowałem maszynę o lepszych parametrach (Mark II), złożyłem Tymczasową Specyfikację Patentową w Australijskim Urzędzie Patentowym, a także pojawiłem się w program telewizyjny ABC o nazwie „Wynalazcy”.Mój wynalazek został wybrany jako zwycięzca w tym tygodniu, a później został wybrany jako jeden z finalistów w tym roku (1975).
Po lewej stronie znajduje się giętarka Mark II pokazana w Sydney po występie w finale Wynalazców.
Wykorzystał bardziej rozwiniętą wersję „zawiasu kubkowego”, jak pokazano poniżej:
W 1975 roku spotkałem Geoffa Fentona na spotkaniu Stowarzyszenia Wynalazców w Hobart (3 sierpnia 1975).Geoff był dość zainteresowany wynalazkiem "Magnabenda" i po spotkaniu wrócił do mnie, aby się mu bliżej przyjrzeć.Miał to być początek trwałej przyjaźni z Geoffem, a później partnerstwa biznesowego.
Geoff był absolwentem inżynierii i sam bardzo sprytnym wynalazcą.Z łatwością dostrzegł, jak ważne jest posiadanie konstrukcji zawiasu, która pozwoliłaby maszynie w pełni wykorzystać swój otwarty potencjał.
Mój „zawias puszki” działał, ale miał poważne problemy z kątami wiązki znacznie przekraczającymi 90 stopni.
Geoff bardzo zainteresował się zawiasami bezkłowymi.Ta klasa zawiasów może zapewnić obracanie się wokół wirtualnego punktu, który może znajdować się całkowicie poza samym mechanizmem zawiasowym.
Pewnego dnia (1 lutego 1976) Geoff pojawił się z rysunkiem niezwykłego i innowacyjnego zawiasu.Byłem zdumiony!Nigdy wcześniej nie widziałem czegoś takiego na odległość!
(Patrz rysunek po lewej).
Dowiedziałem się, że jest to zmodyfikowany mechanizm pantografu, wykorzystujący 4-prętowe łączniki.Nigdy nie stworzyliśmy właściwej wersji tego zawiasu, ale kilka miesięcy później Geoff wymyślił ulepszoną wersję, którą wykonaliśmy.
Poniżej przedstawiono przekrój ulepszonej wersji:
„Ramiona” tego zawiasu są utrzymywane równolegle do głównych elementów obrotowych za pomocą małych korb.Można to zobaczyć na poniższych zdjęciach.Korby muszą przyjąć tylko niewielki procent całkowitego obciążenia zawiasu.
Symulację tego mechanizmu przedstawia poniższy film.(Podziękowania dla Dennisa Aspo za tę symulację).
https://youtu.be/wKxGH8nq-tM
Chociaż ten mechanizm zawiasów działał całkiem dobrze, nigdy nie był instalowany na prawdziwej maszynie Magnabend.Jego wadą było to, że nie zapewniał pełnego obrotu belki gnącej o 180 stopni, a także wydawało się, że zawiera wiele części (chociaż wiele części było takich samych).
Innym powodem, dla którego ten zawias nie został użyty, było to, że Geoff wymyślił swój:
Zawias trójosiowy:
Trójosiowy zawias zapewniał pełny obrót o 180 stopni i był prostszy, ponieważ wymagał mniejszej liczby części, chociaż same części były bardziej skomplikowane.
Zawias trójosiowy przeszedł kilka etapów, zanim osiągnął dość stabilną konstrukcję.Nazywaliśmy różne typy Zawiasem Czopowym, Kulistym Zawiasem Wewnętrznym i Kulistym Zawiasem Zewnętrznym.
Sferyczny zawias zewnętrzny jest symulowany na poniższym filmie (Dziękuję Jaysonowi Wallisowi za tę symulację):
https://youtu.be/t0yL4qIwyYU
Wszystkie te projekty są opisane w dokumencie US Patent Specification (PDF).
Jednym z największych problemów z zawiasem Magnabend było to, że nie było gdzie go umieścić!
Końce maszyny są wysunięte, ponieważ chcemy, aby maszyna była otwarta, więc musi iść gdzie indziej.Pomiędzy wewnętrzną powierzchnią belki gnącej a zewnętrzną powierzchnią przedniego bieguna magnesu nie ma tak naprawdę miejsca.
Aby zrobić miejsce, możemy zapewnić wargi na belce gnącej i na przednim biegunie, ale te wargi pogarszają wytrzymałość belki gnącej i siłę docisku magnesu.(Możesz zobaczyć te usta na zdjęciach zawiasu pantografu powyżej).
W ten sposób konstrukcja zawiasu jest ograniczona między potrzebą cienkiej wargi, aby potrzebne były tylko małe usta, a potrzebą grubości, aby była wystarczająco mocna.A także konieczność bycia bezśrodkową, aby zapewnić wirtualny obrót, najlepiej tuż nad powierzchnią roboczą magnesu.
Te wymagania były bardzo trudne, ale bardzo pomysłowy projekt Geoffa dobrze spełniał wymagania, chociaż potrzeba było dużo pracy rozwojowej (trwającej co najmniej 10 lat), aby znaleźć najlepsze kompromisy.
Na życzenie mogę napisać osobny artykuł o zawiasach i ich rozwoju, ale na razie wrócimy do historii:
Umowy produkcyjne na podstawie licencji:
W ciągu najbliższych lat podpisaliśmy szereg umów „Produkcja pod licencją”:
6 lutego 1976: Nova Machinery Pty Ltd, Osborne Park, Perth Western Australia.
31 grudnia 1982: Thalmann Constructions AG, Frauenfeld, Szwajcaria.
12 października 1983: Roper Whitney Co, Rockford, Illinois, USA.
1 grudnia 1983: Fabryka Maszyn Jorg, Amersfoort, Holandia
(Więcej historii na życzenie zainteresowanej strony).