MAGNABEND FEJLESZTÉSI ÉS GYÁRTÁSI TÖRTÉNETE
Az ötlet keletkezése:
1974-ben dobozokat kellett készítenem az elektronikus projektekhez.Ehhez készítettem magamnak egy nagyon durva fémlemez mappát pár összecsukott és satuban tartott sarokvas darabból.Finoman szólva nagyon kényelmetlen volt használni, és nem túl sokoldalú.Hamar úgy döntöttem, hogy itt az ideje, hogy valami jobbat csináljak.
Szóval azon gondolkodtam, hogyan készítsek "megfelelő" mappát.Egy dolog aggaszt, hogy a szorítószerkezetet vissza kellett kötni a gép aljához vagy a végein, vagy hátul, és ez akadályozni fog néhány dolgot, amit szerettem volna elkészíteni.Így hát tettem egy ugrást a hittel, és azt mondtam...OK, ne kössük a szorítószerkezetet az alaphoz, hogyan tudnám ezt működésre bírni?
Volt valami mód a kapcsolat megszakítására?
Meg tudsz ragaszkodni egy tárgyhoz anélkül, hogy valamit rögzítenél hozzá?
Ez nevetséges kérdésnek tűnt, de miután így megfogalmaztam a kérdést, felmerült a lehetséges válasz:
Befolyásolhat dolgokat anélkül, hogy fizikai kapcsolat lenne velük ... egy MEZŐN keresztül!
Ismertem az elektromos mezőket*, a gravitációs mezőket* és a mágneses mezőket*.De megvalósítható lenne?Valóban működne?
(* Mellékletként érdekes megjegyezni, hogy a modern tudomány még nem magyarázza meg teljes mértékben, hogyan működik a „távolságból való erő” valójában).
Ami ezután történt, az még mindig tiszta emlék.
Otthoni műhelyemben voltam, és éjfél után jártam, és lefeküdtem, de nem tudtam ellenállni a kísértésnek, hogy kipróbáljam ezt az új ötletet.
Hamarosan találtam egy patkómágnest és egy darab sárgaréz alátétet.Az alátétet a mágnes és a „tartója” közé tettem, és az ujjammal meghajlítottam a sárgarézt!
Eureka!Működött.A sárgaréz mindössze 0,09 mm vastag volt, de az elv megvan!
(A bal oldali fotó az eredeti kísérlet rekonstrukciója, de ugyanazokat az összetevőket használja).
Izgatott voltam, mert már az elején rájöttem, hogy ha az ötletet gyakorlatiasan sikerül megvalósítani, akkor az egy új koncepciót jelent a fémlemez formázásban.
Másnap elmondtam az ötleteimet a kollégámnak, Tony Graingernek.Ő is izgatott volt egy kicsit, és felvázolt nekem egy elektromágnes lehetséges tervet.Számításokat végzett arra vonatkozóan is, hogy milyen erőket lehet elérni egy elektromágnessel.Tony volt a legokosabb ember, akit ismertem, és nagyon szerencsés vagyok, hogy kollégám lehet, és hozzáférhetek jelentős szakértelméhez.
Nos, eleinte úgy tűnt, hogy az ötlet valószínűleg csak meglehetősen vékony fémlemezeknél működik, de elég ígéretes volt ahhoz, hogy ösztönözzön a folytatásra.
Korai fejlesztés:
A következő napokban szereztem néhány acéldarabot, néhány rézhuzalt és egy egyenirányítót, és megépítettem az első elektromágneses mappámat!Még mindig megvan a műhelyemben:
Ennek a gépnek az elektromágneses része az eredeti.
(Az itt látható első oszlop és hajlítógerenda későbbi módosítások voltak).
Bár elég durván működött ez a gép!
Ahogy az eredeti heureka pillanatomban elképzeltem, a szorítórudat valóban nem kellett a gép aljához rögzíteni a végein, hátul vagy bárhol.Így a gép teljesen nyitott és nyitott volt.
A nyitott oldal azonban csak akkor valósulhatna meg teljesen, ha a hajlítógerenda zsanérjai is egy kicsit szokatlanok lennének.
Az elkövetkező hónapokban egyfajta félcsuklón dolgoztam, amit „csésze-csuklónak” neveztem, építettem egy jobb teljesítményű gépet (Mark II), benyújtottam egy ideiglenes szabadalmi leírást az Ausztrál Szabadalmi Hivatalhoz, és megjelentem a a "The Inventors" nevű ABC televíziós műsor.Az én találmányomat választották az adott hét nyertesének, majd később az adott év (1975) döntősei közé választották.
A bal oldalon a Mark II hajlító látható, amint azt Sydneyben mutatták be a The Inventors döntőjében.
A „csésze csuklópánt” továbbfejlesztett változatát használta, az alábbiak szerint:
1975 folyamán találkoztam Geoff Fentonnal a Feltalálók Szövetségének találkozóján Hobartban (1975. augusztus 3.).Geoff nagyon érdeklődött a "Magnabend" találmány iránt, és a találkozó után visszajött hozzám, hogy közelebbről is szemügyre vegye.Ez volt a kezdete egy tartós barátságnak Geoff-fel, majd egy üzleti partnerségnek.
Geoff mérnöki diplomát szerzett, és maga is nagyon okos feltaláló.Könnyen átlátta a csuklópánt kialakításának fontosságát, amely lehetővé teszi a gép számára, hogy kiaknázza teljes, nyitott végű potenciálját.
A „csésze zsanérom” működött, de komoly problémái voltak a 90 foknál sokkal nagyobb sugárzási szögekkel.
Geoff nagyon érdeklődni kezdett a középpont nélküli zsanérok iránt.Ez a csuklóosztály képes elfordulni egy virtuális pont körül, amely teljesen kívül lehet magán a csuklómechanizmuson.
Egy napon (1976. február 1.) Geoff egy szokatlan és innovatív megjelenésű zsanér rajzával jelentkezett.El voltam bűvölve!Még soha nem láttam ehhez foghatót távolról!
(Lásd a rajzot a bal oldalon).
Megtudtam, hogy ez egy módosított áramszedő-mechanizmus, amely 4-rudazattal rendelkezik.Valójában soha nem készítettünk megfelelő verziót ennek a zsanérnak, de néhány hónappal később Geoff előállt egy továbbfejlesztett változattal, amit mi elkészítettünk.
Az alábbiakban a továbbfejlesztett változat keresztmetszete látható:
Ennek a zsanérnak a „karjait” kis hajtókarok tartják párhuzamosan a fő forgótagokkal.Ezek az alábbi fotókon láthatók.A hajtókaroknak a teljes zsanérterhelésnek csak egy kis százalékát kell felvenniük.
Ennek a mechanizmusnak a szimulációja látható az alábbi videón.(Köszönet Dennis Aspónak ezért a szimulációért).
https://youtu.be/wKxGH8nq-tM
Bár ez a zsanérmechanizmus elég jól működött, soha nem szerelték fel valódi Magnabend gépre.Hátránya az volt, hogy nem biztosította a hajlítógerenda teljes 180 fokos elforgatását, és úgy tűnt, hogy sok alkatrész van benne (bár sok alkatrész megegyezett egymással).
A másik ok, amiért ez a csuklópánt nem szokott meg, az volt, hogy Geoff ezután előállt a sajátjával:
Triaxiális csuklópánt:
A háromtengelyű csuklópánt teljes 180 fokos elforgatást biztosított, és egyszerűbb volt, mivel kevesebb alkatrészre volt szüksége, bár maguk az alkatrészek bonyolultabbak voltak.
A háromtengelyű csuklópánt több szakaszon keresztül haladt, mielőtt elérte a meglehetősen stabil kialakítást.A különböző típusokat csuklópántnak, gömb alakú belső csuklópántnak és gömb alakú külső csuklópántnak neveztük.
A gömb alakú külső csuklópántot az alábbi videó szimulálja (Köszönet Jayson Wallisnak a szimulációért):
https://youtu.be/t0yL4qIwyYU
Mindezeket a terveket az US Patent Specification dokumentum (PDF) írja le.
Az egyik legnagyobb probléma a Magnabend zsanérral az volt, hogy nem lehetett hova tenni!
A gép végei kint vannak, mert azt akarjuk, hogy a gép nyitott végű legyen, ezért máshová kell mennie.Valójában nincs hely a hajlítógerenda belső felülete és a mágnes elülső pólusának külső felülete között sem.
Helyteremtés céljából a hajlítógerendán és az elülső póluson ajkakat is biztosíthatunk, de ezek az ajkak veszélyeztetik a hajlítógerenda szilárdságát és a mágnes szorító erejét.(Ezeket az ajkakat láthatja az áramszedő zsanérjának fenti fotóin).
Így a csuklópánt kialakítása korlátozva van a vékonynak, hogy csak kis ajkakra legyen szükség, és a vastagság között, hogy elég erős legyen.És azt is, hogy középpont nélkülinek kell lennie, hogy virtuális forgáspontot biztosítson, lehetőleg közvetlenül a mágnes munkafelülete felett.
Ezek a követelmények nagyon nagy megrendelést jelentettek, de Geoff nagyon ötletes tervezése jól megfelelt a követelményeknek, bár sok fejlesztési munkára volt szükség (legalább 10 évre), hogy megtalálják a legjobb kompromisszumokat.
Kérésre külön cikket írhatok a zsanérokról és fejlesztésükről, de most visszatérünk az előzményekhez:
Gyártási licencszerződések:
Az elkövetkező években számos „Licenc gyártási” szerződést írtunk alá:
1976. február 6.: Nova Machinery Pty Ltd, Osborne Park, Perth Nyugat-Ausztrália.
1982. december 31.: Thalmann Constructions AG, Frauenfeld, Svájc.
1983. október 12.: Roper Whitney Co, Rockford, Illinois, USA.
1983. december 1.: Jorg gépgyár, Amersfoort, Hollandia
(További előzmények, ha bármely érdekelt fél kéri).