MAGNABEND GESKIEDENIS VAN ONTWIKKELING EN VERVAARDIGING
Genesis van die idee:
In 1974 moes ek bokse maak om elektroniese projekte te huisves.Om dit te doen, het ek vir my 'n baie rowwe plaatmetaalvouer gemaak van 'n paar stukke hoekyster wat aanmekaar skarnier is en in 'n skroef vasgehou is.Om die minste te sê, dit was baie ongemaklik om te gebruik en nie baie veelsydig nie.Ek het gou besluit dis tyd om iets beter te maak.
So ek het begin dink oor hoe om 'n 'behoorlike' vouer te maak.Een ding wat my bekommer het, was dat die klemstruktuur óf aan die punte óf aan die agterkant aan die basis van die masjien vasgebind moes word en dit sou van die dinge wat ek wou maak in die pad staan.So ek het 'n sprong van geloof gemaak en gesê ... OK, laat ons nie die klemstruktuur aan die basis bind nie, hoe kon ek dit laat werk?
Was daar een of ander manier om daardie verbinding te verbreek?
Kan jy aan 'n voorwerp vashou sonder om iets daaraan te heg?
Dit het gelyk soos 'n belaglike vraag om te vra, maar toe ek die vraag so opgestel het, het ek 'n moontlike antwoord gekry:-
Jy kan dinge beïnvloed sonder 'n fisiese verbinding daarmee ... via 'n VELD!
Ek het geweet van elektriese velde*, swaartekragvelde* en magnetiese velde*.Maar sou dit haalbaar wees?Sou dit werklik werk?
(* Ter syde is dit interessant om daarop te let dat moderne wetenskap nog nie volledig moet verduidelik hoe "krag op 'n afstand" eintlik werk nie).
Wat daarna gebeur het, is nog 'n duidelike herinnering.
Ek was in my huiswerkswinkel en dit was ná middernag en tyd om te gaan slaap, maar ek kon nie die versoeking weerstaan om hierdie nuwe idee uit te probeer nie.
Ek het gou 'n hoefystermagneet en 'n stuk shim-koper gekry.Ek het die shim brass tussen die magneet en sy 'keeper' gesit en die koper met my vinger gebuig!
Eureka!Dit het gewerk.Die koper was net 0.09mm dik maar die beginsel is vasgestel!
(Die foto aan die linkerkant is 'n herkonstruksie van die oorspronklike eksperiment, maar dit gebruik dieselfde komponente).
Ek was opgewonde, want ek het van die begin af besef dat as die idee op 'n praktiese manier gemaak kan word, dit 'n nuwe konsep sou verteenwoordig in hoe om plaatmetaal te vorm.
Die volgende dag het ek my werkskollega, Tony Grainger, van my idees vertel.Hy was ook 'n bietjie opgewonde en hy het vir my 'n moontlike ontwerp vir 'n elektromagneet geskets.Hy het ook 'n paar berekeninge gedoen oor watter soort kragte van 'n elektromagneet verkry kan word.Tony was die slimste persoon wat ek geken het en ek was so gelukkig om hom as 'n kollega te hê en toegang tot sy aansienlike kundigheid te hê.
Wel, aanvanklik het dit gelyk of die idee waarskynlik net sou werk vir taamlik dun plaatmetaal, maar dit was belowend genoeg om my aan te moedig om voort te gaan.
Vroeë ontwikkeling:
Oor die volgende paar dae het ek 'n paar stukke staal, 'n bietjie koperdraad en 'n gelykrigter gekry en my eerste elektromagnetiese vouer gebou!Ek het dit nog in my werkswinkel:
Die elektromagneet-deel van hierdie masjien is die oorspronklike.
(Die voorste paal en buigbalk wat hier gewys word, was latere wysigings).
Alhoewel dit taamlik kru is, het hierdie masjien gewerk!
Soos in die vooruitsig gestel in my oorspronklike eureka-oomblik, hoef die klemstaaf inderdaad nie aan die basis van die masjien aan die punte, agter of enige plek vasgemaak te word nie.Die masjien was dus heeltemal oop en oop-keel.
Maar die oop-einde aspek kon slegs ten volle verwesenlik word as die skarniere vir die buigbalk ook 'n bietjie onkonvensioneel was.
Oor die komende maande het ek aan 'n soort halwe skarnier gewerk wat ek 'n 'koppie-skarnier' genoem het, ek het 'n beter presterende masjien gebou (Mark II), ek het 'n voorlopige patentspesifikasie by die Australiese Patentkantoor ingedien en ek het ook verskyn op 'n ABC-televisieprogram genaamd "The Inventors".My uitvinding is gekies as die wenner vir daardie week en het later as een van die finaliste vir daardie jaar (1975) gekies.
Aan die linkerkant is die Mark II-buiger soos gedemonstreer in Sydney na die verskyning op die eindstryd van The Inventors.
Dit het 'n meer ontwikkelde weergawe van die 'bekerskarnier' gebruik soos hieronder getoon:
Gedurende 1975 het ek Geoff Fenton ontmoet by 'n Uitvindersverenigingvergadering in Hobart (3 Augustus 1975).Geoff was nogal geïnteresseerd in die "Magnabend"-uitvindsel en het na die vergadering teruggekom na my plek om dit van nader te bekyk.Dit sou die begin wees van 'n blywende vriendskap met Geoff en later 'n sakevennootskap.
Geoff was 'n Ingenieur-gegradueerde en self 'n baie slim uitvinder.Hy het geredelik die belangrikheid daarvan gesien om 'n skarnierontwerp te hê wat die masjien in staat sal stel om sy volle oopeindepotensiaal te verwesenlik.
My 'bekerskarnier' het gewerk, maar het ernstige probleme gehad vir straalhoeke veel verder as 90 grade.
Geoff het baie in middellose skarniere begin belangstel.Hierdie klas skarniere kan om 'n virtuele punt draai wat heeltemal buite die skarniermeganisme self kan wees.
Eendag (1 Feb 1976) het Geoff opgedaag met 'n tekening van 'n skarnier wat ongewone en innoverend lyk.Ek was verstom!Ek het nog nooit so iets gesien nie!
(Sien tekening links).
Ek het geleer dat dit 'n gewysigde pantograafmeganisme is wat 4-staafskakels behels.Ons het nooit eintlik 'n behoorlike weergawe van hierdie skarnier gemaak nie, maar 'n paar maande later het Geoff met 'n verbeterde weergawe vorendag gekom wat ons wel gemaak het.
'n Dwarssnit van die verbeterde weergawe word hieronder getoon:
Die 'arms' van hierdie skarnier word deur klein krukkies parallel aan die hoofswaaidele gehou.Dit kan in die foto's hieronder gesien word.Die krukke hoef slegs 'n geringe persentasie van die totale skarnierlading te neem.
'n Simulasie van hierdie meganisme word in die video hieronder gewys.(Dankie aan Dennis Aspo vir hierdie simulasie).
https://youtu.be/wKxGH8nq-tM
Alhoewel hierdie skarniermeganisme redelik goed gewerk het, is dit nooit op 'n werklike Magnabend-masjien geïnstalleer nie.Die nadele daarvan was dat dit nie voorsiening gemaak het vir 'n volle 180 grade rotasie van die buigbalk nie en dit het ook gelyk of dit baie dele in het (alhoewel baie van die dele dieselfde as mekaar was).
Die ander rede waarom hierdie skarnier nie gewoond geraak het nie, was omdat Geoff toe vorendag gekom het met sy:
Drieassige skarnier:
Die drieassige skarnier het wel voorsiening gemaak vir 'n volle 180 grade van rotasie en was eenvoudiger omdat dit minder onderdele benodig het, hoewel die onderdele self meer ingewikkeld was.
Die drieassige skarnier het deur verskeie stadiums gevorder voordat dit 'n redelik vaste ontwerp bereik het.Ons het die verskillende tipes The Trunnion Hinge, The Sferical Internal Hinge en The Sferical External Hinge genoem.
Die sferiese eksterne skarnier word in die video hieronder gesimuleer (Dankie aan Jayson Wallis vir hierdie simulasie):
https://youtu.be/t0yL4qIwyYU
Al hierdie ontwerpe word beskryf in die US Patent Specification-dokument (PDF).
Een van die grootste probleme met die Magnabend-skarnier was dat daar nêrens was om dit te sit nie!
Die punte van die masjien is uit, want ons wil hê die masjien moet oop wees, so dit moet iewers anders heen gaan.Daar is ook regtig geen ruimte tussen die binnekant van die buigbalk en die buitekant van die voorpool van die magneet nie.
Om plek te maak kan ons 'n lippe op die buigbalk en op die voorpool voorsien, maar hierdie lippe kompromitteer die sterkte van die buigbalk en die klemkrag van die magneet.(Jy kan hierdie lippe in die foto's van die pantograafskarnier hierbo sien).
Die skarnierontwerp word dus beperk tussen die behoefte om dun te wees sodat slegs klein lippies nodig sal wees en die behoefte om dik te wees sodat dit sterk genoeg sal wees.En ook die behoefte om middelloos te wees om 'n virtuele spilpunt te verskaf, verkieslik net bokant die werkoppervlak van die magneet.
Hierdie vereistes was baie groot, maar Geoff se baie vindingryke ontwerp het die vereistes goed aangespreek, hoewel baie ontwikkelingswerk (wat oor ten minste 10 jaar strek) nodig was om die beste kompromieë te vind.
Indien versoek, kan ek 'n aparte artikel oor die skarniere en hul ontwikkeling skryf, maar vir nou sal ons terugkeer na die geskiedenis:
Vervaardiging-onder-lisensie-ooreenkomste:
Oor die komende jare het ons 'n aantal "Vervaardiging-onder-lisensie"-ooreenkomste onderteken:
6 Februarie 1976: Nova Machinery Pty Ltd, Osborne Park, Perth Wes-Australië.
31 Desember 1982: Thalmann Constructions AG, Frauenfeld, Switserland.
12 Oktober 1983: Roper Whitney Co, Rockford, Illinois, VSA.
1 Desember 1983: Jorg Masjienfabriek, Amersfoort, Holland
(Meer geskiedenis indien versoek deur enige belanghebbende party).