MAGNABEND HISTORIE OM UTVIKLING OG PRODUKSJON
Genesis of the Idea:
Tilbake i 1974 trengte jeg å lage bokser for å huse elektroniske prosjekter.For å gjøre dette laget jeg meg en veldig rå platemappe av et par stykker vinkeljern hengslet sammen og holdt i en skrustikke.For å si det mildt var det veldig vanskelig å bruke og ikke veldig allsidig.Jeg bestemte meg snart for at det var på tide å gjøre noe bedre.
Så jeg tenkte på hvordan jeg skulle lage en "riktig" mappe.En ting som bekymret meg var at klemstrukturen måtte bindes tilbake til bunnen av maskinen enten i endene eller på baksiden, og dette kom til å komme i veien for noen av tingene jeg ønsket å lage.Så jeg tok et hopp og sa ... OK, la oss ikke binde klemstrukturen til basen, hvordan kunne jeg få det til å fungere?
Var det noen måte å bryte den forbindelsen på?
Kan du holde på en gjenstand uten å feste noe til den?
Det virket som et latterlig spørsmål å stille, men når jeg hadde formulert spørsmålet på den måten, kom jeg på et mulig svar:
Du kan påvirke ting uten en fysisk tilknytning til dem ... via et FELT!
Jeg visste om elektriske felt*, gravitasjonsfelt* og magnetiske felt*.Men ville det være gjennomførbart?Ville det faktisk fungere?
(* Som en side er det interessant å merke seg at moderne vitenskap ennå ikke fullt ut kan forklare hvordan "kraft på avstand" faktisk fungerer).
Det som skjedde videre er fortsatt et klart minne.
Jeg var i hjemmeverkstedet mitt og det var etter midnatt og på tide å legge meg, men jeg kunne ikke motstå fristelsen til å prøve ut denne nye ideen.
Jeg fant snart en hesteskomagnet og et stykke shim-messing.Jeg la shim-messingen mellom magneten og dens 'keeper' og bøyde messingen med fingeren!
Eureka!Det funket.Messingen var bare 0,09 mm tykk, men prinsippet var etablert!
(Bildet til venstre er en rekonstruksjon av det originale eksperimentet, men det bruker de samme komponentene).
Jeg var spent fordi jeg innså, helt fra starten, at hvis ideen kunne fås til å fungere på en praktisk måte, ville den representere et nytt konsept i hvordan man kan lage platemetall.
Dagen etter fortalte jeg arbeidskollegaen min, Tony Grainger, om ideene mine.Han var også litt spent, og han skisserte et mulig design for en elektromagnet for meg.Han gjorde også noen beregninger om hva slags krefter som kunne oppnås fra en elektromagnet.Tony var den flinkeste personen jeg kjente, og jeg var så heldig å ha ham som kollega og tilgang til hans betydelige ekspertise.
Vel i utgangspunktet så det ut til at ideen sannsynligvis bare ville fungere for ganske tynne metallplater, men den var lovende nok til å oppmuntre meg til å fortsette.
Tidlig utvikling:
I løpet av de neste dagene fikk jeg tak i noen biter av stål, litt kobbertråd og en likeretter og bygde min første elektromagnetiske mappe!Jeg har den fortsatt i verkstedet mitt:
Elektromagnetdelen til denne maskinen er den ekte originalen.
(Frontstangen og bøyebjelken vist her var senere modifikasjoner).
Selv om den var ganske grov, fungerte denne maskinen!
Som forutsatt i mitt originale eureka-øyeblikk, trengte faktisk ikke klemmestangen å festes til bunnen av maskinen i endene, på baksiden eller hvor som helst.Dermed var maskinen helt åpen og åpen.
Men det åpne aspektet kunne bare realiseres fullt ut hvis hengslene for bøyebjelken også var litt ukonvensjonelle.
I løpet av de kommende månedene jobbet jeg med et slags halvhengsel som jeg kalte et 'kopphengsel', jeg bygde en maskin med bedre ytelse (Mark II), jeg leverte en provisorisk patentspesifikasjon til det australske patentkontoret og dukket også opp på et TV-program fra ABC kalt "The Inventors".Oppfinnelsen min ble valgt som vinneren for den uken og ble senere valgt ut som en av finalistene for det året (1975).
Til venstre er Mark II-benderen som demonstrert i Sydney etter opptredenen i finalen av The Inventors.
Den brukte en mer utviklet versjon av 'kopphengslet' som vist nedenfor:
I løpet av 1975 møtte jeg Geoff Fenton på et møte i oppfinnerforeningen i Hobart (3. august 1975).Geoff var ganske interessert i "Magnabend"-oppfinnelsen og kom tilbake til meg etter møtet for å se nærmere på den.Dette skulle være starten på et varig vennskap med Geoff og senere et forretningspartnerskap.
Geoff var utdannet ingeniør og en veldig smart oppfinner selv.Han så lett viktigheten av å ha en hengseldesign som ville tillate maskinen å realisere sitt fulle, åpne potensial.
Mitt 'kopphengsel' fungerte, men hadde alvorlige problemer for strålevinkler mye over 90 grader.
Geoff ble veldig interessert i midtløse hengsler.Denne klassen av hengsler kan gi dreining rundt et virtuelt punkt som kan være helt utenfor selve hengselmekanismen.
En dag (1. februar 1976) dukket Geoff opp med en tegning av et uvanlig og nyskapende hengsel.Jeg ble overrasket!Jeg hadde aldri sett noe lignende før!
(Se tegning til venstre).
Jeg lærte at dette er en modifisert pantografmekanisme som involverer 4-stangskoblinger.Vi har faktisk aldri laget en skikkelig versjon av dette hengslet, men noen måneder senere kom Geoff med en forbedret versjon som vi laget.
Et tverrsnitt av den forbedrede versjonen er vist nedenfor:
"Armene" til dette hengslet holdes parallelle med de viktigste svingbare delene av små sveiver.Disse kan sees på bildene nedenfor.Veivene må bare ta en mindre prosentandel av den totale hengselbelastningen.
En simulering av denne mekanismen er vist i videoen nedenfor.(Takk til Dennis Aspo for denne simuleringen).
https://youtu.be/wKxGH8nq-tM
Selv om denne hengselmekanismen fungerte ganske bra, ble den aldri installert på en faktisk Magnabend-maskin.Ulempene var at den ikke sørget for en full 180 graders rotasjon av bøyebjelken, og den så ut til å ha mange deler i seg (selv om mange av delene var de samme som hverandre).
Den andre grunnen til at dette hengslet ikke ble brukt var fordi Geoff så kom opp med sin:
Triaksialt hengsel:
Det triaksiale hengslet sørget for hele 180 graders rotasjon og var enklere i og med at det trengte færre deler, selv om delene i seg selv var mer kompliserte.
Det triaksiale hengselet gikk gjennom flere stadier før det nådde en ganske fast design.Vi kalte de forskjellige typene The Trunnion Hinge, The Spherical Internal Hinge og The Spherical External Hinge.
Det sfæriske ytre hengslet er simulert i videoen nedenfor (Takk til Jayson Wallis for denne simuleringen):
https://youtu.be/t0yL4qIwyYU
Alle disse designene er beskrevet i US Patent Specification-dokumentet (PDF).
Et av de største problemene med Magnabend-hengslet var at det ikke var noe sted å sette det!
Endene på maskinen er ute fordi vi ønsker at maskinen skal være åpen, så den må gå et annet sted.Det er egentlig ikke plass mellom den indre overflaten av bøyebjelken og den ytre overflaten av frontpolen til magneten heller.
For å gjøre plass kan vi tilby en lepper på bøyebjelken og på frontpolen, men disse leppene kompromitterer styrken til bøyebjelken og klemkraften til magneten.(Du kan se disse leppene på bildene av pantografhengslet ovenfor).
Dermed er hengseldesignet begrenset mellom behovet for å være tynn slik at bare små lepper vil være nødvendig og behovet for å være tykke slik at den blir sterk nok.Og også behovet for å være senterløs for å gi en virtuell pivot, fortrinnsvis like over magnetens arbeidsflate.
Disse kravene utgjorde en veldig høy ordre, men Geoffs meget oppfinnsomme design taklet kravene godt, selv om mye utviklingsarbeid (som strekker seg over minst 10 år) var nødvendig for å finne de beste kompromissene.
Hvis du blir bedt om det kan jeg skrive en egen artikkel om hengslene og deres utvikling, men foreløpig kommer vi tilbake til historien:
Produksjon-under-lisensavtaler:
I løpet av de kommende årene signerte vi en rekke "Produksjon-Under-License"-avtaler:
6. februar 1976: Nova Machinery Pty Ltd, Osborne Park, Perth Western Australia.
31. desember 1982: Thalmann Constructions AG, Frauenfeld, Sveits.
12. oktober 1983: Roper Whitney Co, Rockford, Illinois, USA.
1. desember 1983: Jorg Maskinfabrikk, Amersfoort, Holland
(Mer historie hvis noen interessert part ber om det).