MAGNABEND KEHITTÄMIS- JA VALMISTUSHISTORIA
Idean synty:
Jo vuonna 1974 minun piti tehdä laatikoita elektroniikkaprojekteille.Tätä varten tein itselleni erittäin karkean levykansion parista kulmaraudan palasta, jotka oli saranoitu yhteen ja pidetty ruuvipenkissä.Se oli vähintäänkin erittäin hankala käyttää eikä kovin monipuolinen.Pian päätin, että oli aika tehdä jotain parempaa.
Joten aloin miettimään, kuinka tehdä "kunnollinen" kansio.Yksi asia, joka minua huolestutti, oli se, että kiinnitysrakenne oli sidottava takaisin koneen pohjaan joko päistään tai takaa ja tämä esti tiellä joitain asioita, joita halusin tehdä.Joten tein uskonloikan ja sanoin...OK, älkäämme sitoko kiinnitysrakennetta alustaan, miten saisin sen toimimaan?
Oliko jollain tapaa katkaista tämä yhteys?
Pystytkö pitämään kiinni esineestä kiinnittämättä siihen jotain?
Se tuntui naurettavalta kysymykseltä, mutta kun olin muotoillut kysymyksen tällä tavalla, sain mahdollisen vastauksen: -
Voit vaikuttaa asioihin ilman fyysistä yhteyttä... PENTÄN kautta!
Tiesin sähkökentistä*, painovoimakentistä* ja magneettikentistä*.Mutta olisiko se mahdollista?Toimiiko se oikeasti?
(*Syrjänä on mielenkiintoista huomata, että nykyaikainen tiede ei ole vielä täysin selittänyt kuinka "voima etäältä" itse asiassa toimii).
Mitä seuraavaksi tapahtui, on edelleen selkeä muisto.
Olin kotityöpajassani ja kello oli yli puolenyön ja aika mennä nukkumaan, mutta en voinut vastustaa kiusausta kokeilla tätä uutta ideaa.
Löysin pian hevosenkengän magneetin ja palan messinkilevyä.Laitoin messinkilevyn magneetin ja sen "pitimen" väliin ja taivutin messinkiä sormellani!
Eureka!Se toimi.Messinki oli vain 0,09 mm paksu, mutta periaate vakiintui!
(Vasemmalla oleva kuva on uudelleenrakennelma alkuperäisestä kokeesta, mutta se käyttää samoja komponentteja).
Olin innoissani, koska ymmärsin heti alusta alkaen, että jos idea voitaisiin saada toimimaan käytännöllisesti, se edustaisi uutta konseptia metallilevyn muovaamisessa.
Seuraavana päivänä kerroin kollegalleni Tony Graingerille ideoistani.Hänkin oli hieman innoissaan ja piirsi minulle mahdollisen sähkömagneetin mallin.Hän teki myös laskelmia siitä, millaisia voimia sähkömagneetilla voitaisiin saada aikaan.Tony oli älykkäin henkilö, jonka tunsin, ja olin niin onnekas, että sain hänet kollegaksi ja minulla oli pääsy hänen huomattavaan asiantuntemukseensa.
Aluksi näytti siltä, että idea toimisi vain melko ohuille ohuille metallilevyille, mutta se oli tarpeeksi lupaava rohkaisemaan minua jatkamaan.
Varhainen kehitys:
Seuraavien päivien aikana hankin teräskappaleita, kuparilankaa ja tasasuuntaajan ja rakensin ensimmäisen sähkömagneettisen kansioni!Se on vielä työpajassani:
Tämän koneen sähkömagneettinen osa on aito alkuperäinen.
(Tässä näkyvä etutanko ja taivutuspalkki olivat myöhempiä muutoksia).
Vaikka melko karkea tämä kone toimi!
Kuten alkuperäisessä eureka-hetkessäni kuvittelin, kiristystankoa ei todellakaan tarvinnut kiinnittää koneen pohjaan päistä, takaa tai mihinkään.Siten kone oli täysin avoin ja avokurkku.
Mutta avoin näkökulma voisi toteutua täysin vain, jos taivutuspalkin saranat olisivat myös hieman epätavallisia.
Seuraavina kuukausina työskentelin eräänlaisen puolisaranan parissa, jota kutsuin "kuppisaranaksi", rakensin tehokkaamman koneen (Mark II), jätin väliaikaisen patenttieritelmän Australian patenttivirastoon ja esiintyin myös ABC-televisio-ohjelma nimeltä "The Inventors".Keksintöni valittiin kyseisen viikon voittajaksi, ja myöhemmin se valittiin yhdeksi kyseisen vuoden (1975) finalisteista.
Vasemmalla on Mark II -taivutin, joka esiteltiin Sydneyssä The Inventors -elokuvan finaalissa.
Siinä käytettiin kehittyneempää versiota "kupin saranoista", kuten alla on esitetty:
Vuonna 1975 tapasin Geoff Fentonin Inventors Associationin kokouksessa Hobartissa (3. elokuuta 1975).Geoff oli melko kiinnostunut "Magnabend" -keksinnöstä ja palasi luokseni tapaamisen jälkeen katsomaan sitä lähemmin.Tämän piti olla alku kestävälle ystävyydelle Geoffin kanssa ja myöhemmin liikekumppanuudelle.
Geoff oli valmistunut insinööriksi ja itsekin erittäin taitava keksijä.Hän näki helposti, kuinka tärkeää on saada saranarakenne, jonka avulla kone voisi toteuttaa täyden avoimen potentiaalinsa.
"Kupin saranani" toimi, mutta minulla oli vakavia ongelmia 90 asteen ylittävien säteiden kulmissa.
Geoff kiinnostui keskittömistä saranoista.Tämä saranaluokka voi tarjota kiertymisen virtuaalisen pisteen ympäri, joka voi olla täysin itse saranamekanismin ulkopuolella.
Eräänä päivänä (1. helmikuuta 1976) Geoff ilmestyi piirustuksensa epätavallisesta ja innovatiivisesta saranasta.Olin hämmästynyt!En ollut koskaan ennen nähnyt mitään vastaavaa etänä!
(Katso piirros vasemmalla).
Opin, että tämä on muokattu virroittimen mekanismi, joka sisältää 4-palkkien vivustot.Emme koskaan tehneet oikeaa versiota tästä saranasta, mutta muutamaa kuukautta myöhemmin Geoff keksi parannetun version, jonka teimme.
Alla on poikkileikkaus parannetusta versiosta:
Tämän saranan "varret" pidetään samansuuntaisina tärkeimpien kääntöosien kanssa pienillä kampeilla.Nämä näkyvät alla olevissa kuvissa.Kampien on otettava vain pieni prosenttiosuus saranoiden kokonaiskuormituksesta.
Tämän mekanismin simulaatio näkyy alla olevassa videossa.(Kiitos Dennis Aspolle tästä simulaatiosta).
https://youtu.be/wKxGH8nq-tM
Vaikka tämä saranamekanismi toimi melko hyvin, sitä ei koskaan asennettu varsinaiseen Magnabend-koneeseen.Sen haittapuolena oli, että se ei mahdollistanut taivutuspalkin täyttä 180 asteen kiertoa ja myös siinä näytti olevan paljon osia (vaikka monet osat olivat keskenään samoja).
Toinen syy, miksi tämä sarana ei tottunut, oli se, että Geoff sitten keksi hänen:
Kolmiakselinen sarana:
Kolmiakselinen sarana tarjosi täyden 180 asteen pyörimisen ja oli yksinkertaisempi, koska se tarvitsi vähemmän osia, vaikka itse osat olivat monimutkaisempia.
Kolmiakselinen sarana eteni useiden vaiheiden läpi ennen kuin saavutti melko vakiintuneen rakenteen.Kutsuimme eri tyyppejä nivelsaranaksi, pallomaiseksi sisäiseksi saranaksi ja pallomaiseksi ulkosaranaksi.
Pallomainen ulkoinen sarana on simuloitu alla olevassa videossa (Kiitos Jayson Wallisille tästä simulaatiosta):
https://youtu.be/t0yL4qIwyYU
Kaikki nämä mallit on kuvattu US Patent Specification -asiakirjassa (PDF).
Yksi Magnabend-saranan suurimmista ongelmista oli, että sitä ei ollut mihinkään laittaa!
Koneen päät ovat irti, koska haluamme koneen olevan avoin, joten sen täytyy mennä muualle.Taivutuspalkin sisäpinnan ja magneetin etupään ulkopinnan välillä ei todellakaan ole tilaa.
Tilan tekemiseksi voimme tarjota huulet taivutuspalkkiin ja etutankoon, mutta nämä huulet vaarantavat taivutuspalkin lujuuden ja magneetin puristusvoiman.(Näet nämä huulet yllä olevista virroittimen saranan kuvista).
Siten saranarakenne on rajoitettu tarpeeseen olla ohut, jotta tarvitaan vain pieniä huulia, ja tarve olla paksu, jotta se olisi tarpeeksi vahva.Ja myös tarve olla keskittämätön, jotta saadaan aikaan virtuaalinen nivel, mieluiten juuri magneetin työpinnan yläpuolella.
Nämä vaatimukset muodostivat erittäin suuren tilauksen, mutta Geoffin erittäin kekseliäs suunnittelu vastasi hyvin vaatimuksiin, vaikka tarvittiin paljon kehitystyötä (joka ulottui vähintään 10 vuodelle) parhaiden kompromissien löytämiseksi.
Pyydettäessä voin kirjoittaa erillisen artikkelin saranoista ja niiden kehityksestä, mutta toistaiseksi palataan historiaan:
Valmistus-alilisenssisopimukset:
Allekirjoitimme tulevien vuosien aikana useita "Lisenssivalmistus" -sopimuksia:
6. helmikuuta 1976: Nova Machinery Pty Ltd, Osborne Park, Perth Länsi-Australia.
31. joulukuuta 1982: Thalmann Constructions AG, Frauenfeld, Sveitsi.
12. lokakuuta 1983: Roper Whitney Co, Rockford, Illinois, USA.
1. joulukuuta 1983: Jorgin konetehdas, Amersfoort, Hollanti
(Lisää historiaa, jos joku kiinnostunut osapuoli sitä pyytää).