MAGNABEND ІСТОРІЯ РОЗРОБКИ ТА ВИРОБНИЦТВА
Генезис ідеї:
Ще в 1974 році мені потрібно було зробити ящики для житла електронних проектів.Для цього я зробив собі дуже грубу папку з листового металу з кількох шматків кутового заліза, з’єднаних на петлях і триманих у лещатах.М’яко кажучи, це було дуже незручно використовувати і не дуже універсально.Незабаром я вирішив, що настав час зробити щось краще.
Тому я задумався про те, як створити «правильну» папку.Мене хвилювало те, що затискну конструкцію потрібно було прив’язати до основи машини або на кінцях, або ззаду, і це могло завадити деяким речам, які я хотів зробити.Тож я зробив стрибок віри й сказав... Гаразд, давайте не прив’язувати затискну конструкцію до основи, як я можу зробити це?
Чи був якийсь спосіб розірвати цей зв’язок?
Чи можете ви триматися за предмет, не прикріплюючи до нього нічого?
Це здавалося смішним запитання, але як тільки я сформулював питання таким чином, я знайшов можливу відповідь:-
Ви можете впливати на речі без фізичного зв'язку з ними ... через ПОЛЕ!
Я знав про електричні поля*, поля тяжіння* та магнітні поля*.Але чи було б це здійсненно?Чи справді це спрацює?
(* До речі, цікаво відзначити, що сучасна наука ще не повністю пояснила, як насправді працює «сила на відстані»).
Те, що сталося далі, залишається в пам’яті.
Я був у своїй домашній майстерні, було опівночі й час лягати спати, але я не міг встояти перед спокусою спробувати цю нову ідею.
Незабаром я знайшов підковоподібний магніт і шматок латуні.Я поклав прокладку між магнітом і його «хранителем» і зігнув латунь пальцем!
Еврика!Це спрацювало.Товщина латуні була всього 0,09 мм, але принцип був встановлений!
(Фото зліва – це реконструкція оригінального експерименту, але в ньому використовуються ті самі компоненти).
Я був схвильований, тому що з самого початку зрозумів, що якби цю ідею можна було втілити в практичний спосіб, вона представляла б нову концепцію формування листового металу.
Наступного дня я розповів своєму колезі по роботі Тоні Грейнджеру про свої ідеї.Він також був трохи схвильований і накидав для мене можливий дизайн електромагніту.Він також зробив деякі розрахунки щодо того, яких сил можна досягти від електромагніту.Тоні був найрозумнішою людиною, яку я знав, і мені так пощастило мати його в якості колеги і мати доступ до його значного досвіду.
Спочатку здавалося, що ця ідея, ймовірно, спрацює лише для досить тонких розмірів листового металу, але це було достатньо багатообіцяюче, щоб спонукати мене продовжити.
Ранній розвиток:
Протягом наступних кількох днів я отримав кілька шматків сталі, трохи мідного дроту та випрямляч і створив свою першу електромагнітну папку!У мене досі є в майстерні:
Електромагнітна частина цієї машини є оригінальною.
(Показані тут передня штанга і згинальна балка були пізнішими модифікаціями).
Хоча досить грубо ця машина працювала!
Як і передбачалося в моєму початковому моменті еврики, справді, затискну планку не потрібно було прикріплювати до основи машини на кінцях, ззаду чи будь-де.Таким чином, машина була повністю відкритою і з відкритим горлом.
Але відкритий аспект можна було б повністю реалізувати, лише якби петлі для згинаючої балки також були трохи нетрадиційними.
Протягом наступних місяців я працював над якоюсь напівшарніром, який я назвав «чашковим шарніром», я побудував більш продуктивну машину (Mark II), я подав тимчасову патентну специфікацію до Австралійського патентного відомства, а також з’явився на телевізійна програма ABC під назвою «Винахідники».Мій винахід був обраний переможцем цього тижня, а пізніше був обраний одним із фіналістів цього року (1975).
Ліворуч – згинальник Mark II, продемонстрований у Сіднеї після появи у фіналі The Inventors.
Він використовував більш розвинену версію «петлі чашки», як показано нижче:
Протягом 1975 року я познайомився з Джеффом Фентоном на зустрічі Асоціації винахідників у Хобарті (3 серпня 1975 року).Джеффа дуже зацікавив винахід «Magnabend» і він повернувся до мене після зустрічі, щоб ближче розглянути його.Це мало стати початком міцної дружби з Джеффом, а потім ділового партнерства.
Джефф був дипломованим інженером і сам був дуже розумним винахідником.Він зрозумів важливість конструкції шарніра, яка дозволила б машині повністю реалізувати свій відкритий потенціал.
Мій «шарнир чашки» працював, але мав серйозні проблеми з кутами променя набагато більше, ніж 90 градусів.
Джефф дуже зацікавився безцентровими петлями.Цей клас шарнірів може забезпечувати поворот навколо віртуальної точки, яка може бути повністю за межами самого шарнірного механізму.
Одного дня (1 лютого 1976 року) Джефф з’явився з кресленням незвичайної та інноваційної петлі.Я був вражений!Я ніколи раніше не бачив нічого подібного віддалено!
(Дивіться малюнок ліворуч).
Я дізнався, що це модифікований механізм пантографа, що включає 4-стрижні зв’язки.Насправді ми ніколи не створювали належної версії цієї петлі, але через кілька місяців Джефф придумав покращену версію, яку ми зробили.
Нижче показано перетин покращеної версії:
«Руки» цієї петлі утримуються паралельно основним поворотним елементам за допомогою невеликих кривошипів.Їх можна побачити на фотографіях нижче.Кривошипи повинні приймати лише незначний відсоток загального навантаження на шарніри.
Симуляція цього механізму показана у відео нижче.(Дякую Деннісу Аспо за цю симуляцію).
https://youtu.be/wKxGH8nq-tM
Хоча цей шарнірний механізм працював досить добре, його ніколи не встановлювали на справжню машину Magnabend.Його недоліки полягали в тому, що він не передбачав повного повороту згинаючої балки на 180 градусів, а також, здавалося, у ній було багато деталей (хоча багато деталей були однаковими одна з одною).
Інша причина, чому ця петля не використовувалася, полягала в тому, що Джефф придумав своє:
Тривісний шарнір:
Тривісний шарнір дійсно забезпечував повний поворот на 180 градусів і був простшим, оскільки він потребував меншої кількості деталей, хоча самі деталі були складнішими.
Триосьовий шарнір пройшов кілька етапів, перш ніж досягти досить усталеної конструкції.Ми назвали різні типи шарнір цапф, шаровий внутрішній шарнір і сферичний зовнішній шарнір.
Сферична зовнішня петля змодельована у відео нижче (дякую Джейсону Уоллісу за цю симуляцію):
https://youtu.be/t0yL4qIwyYU
Усі ці конструкції описані в документі зі специфікацією патенту США (PDF).
Однією з найбільших проблем із петлею Magnabend було те, що її було нікуди покласти!
Кінці машини виведені, тому що ми хочемо, щоб машина була відкритою, тому вона повинна піти в інше місце.Насправді немає місця між внутрішньою поверхнею згинаючого променя і зовнішньою поверхнею переднього полюса магніту.
Щоб звільнити місце, ми можемо забезпечити губи на згинальній балці та на передньому стовпі, але ці губи ставлять під загрозу силу згинаючої балки та силу затиску магніту.(Ви можете побачити ці губи на фотографіях петлі пантографа вище).
Таким чином, конструкція петель обмежена між необхідністю бути тонкою, щоб були потрібні лише маленькі губи, і потребою бути товстою, щоб вона була достатньо міцною.А також необхідність бути безцентровою, щоб забезпечити віртуальний поворот, бажано трохи вище робочої поверхні магніту.
Ці вимоги були дуже важкими, але дуже винахідливий дизайн Джеффа добре відповідав вимогам, хоча для пошуку найкращих компромісів була потрібна велика робота з розробки (що тривала щонайменше 10 років).
На вимогу я можу написати окрему статтю про петлі та їх розвиток, але поки що повернемося до історії:
Угоди про виробництво під ліцензією:
Протягом наступних років ми підписали низку угод «Виробництво під ліцензією»:
6 лютого 1976: Nova Machinery Pty Ltd, Осборн-Парк, Перт, Західна Австралія.
31 грудня 1982: Thalmann Constructions AG, Фрауенфельд, Швейцарія.
12 жовтня 1983: Roper Whitney Co, Рокфорд, Іллінойс, США.
1 грудня 1983: Машинний завод Йорг, Амерсфорт, Голландія
(Більше історії за запитом будь-якої зацікавленої сторони).