MAGNABEND SEJARAH PEMBANGUNAN DAN PEMBUATAN
Kejadian Idea:
Pada tahun 1974 saya perlu membuat kotak untuk menempatkan projek elektronik.Untuk melakukan ini, saya membuat sendiri folder lembaran logam yang sangat kasar daripada beberapa keping besi sudut yang disambungkan dan dipegang dalam naib.Sekurang-kurangnya ia adalah sangat janggal untuk digunakan dan tidak begitu serba boleh.Saya tidak lama lagi memutuskan sudah tiba masanya untuk membuat sesuatu yang lebih baik.
Jadi saya mula berfikir tentang cara membuat folder 'betul'.Satu perkara yang membimbangkan saya ialah struktur pengapit perlu diikat kembali ke pangkal mesin sama ada di hujung atau di belakang dan ini akan menghalang beberapa perkara yang saya ingin buat.Jadi saya membuat lompatan keyakinan dan berkata ...OK, jangan ikat struktur pengapit pada tapak, bagaimana saya boleh membuatnya berfungsi?
Adakah terdapat cara untuk memutuskan hubungan itu?
Bolehkah anda memegang objek tanpa melampirkan sesuatu padanya?
Itu kelihatan seperti soalan yang tidak masuk akal untuk ditanya tetapi apabila saya telah merangka soalan itu dengan cara itu saya mendapat jawapan yang mungkin:-
Anda boleh mempengaruhi sesuatu tanpa sambungan fizikal kepada mereka ... melalui FIELD!
Saya tahu tentang medan elektrik*, medan graviti* dan medan magnet*.Tetapi adakah ia boleh dilaksanakan?Adakah ia benar-benar berkesan?
(* Sebagai tambahan adalah menarik untuk diperhatikan bahawa sains moden masih belum menjelaskan sepenuhnya bagaimana "daya pada jarak" sebenarnya berfungsi).
Apa yang berlaku seterusnya masih menjadi ingatan yang jelas.
Saya berada di bengkel rumah saya dan selepas tengah malam dan waktu untuk tidur, tetapi saya tidak dapat menahan godaan untuk mencuba idea baharu ini.
Saya tidak lama kemudian menjumpai magnet ladam kuda dan sekeping loyang shim.Saya meletakkan loyang shim di antara magnet dan 'penjaga'nya dan membengkokkan loyang dengan jari saya!
Eureka!Ianya berhasil.Tebal loyang hanya 0.09mm tetapi prinsipnya telah ditetapkan!
(Foto di sebelah kiri ialah pembinaan semula percubaan asal tetapi ia menggunakan komponen yang sama).
Saya teruja kerana saya sedar, dari awal lagi, bahawa jika idea itu boleh dibuat untuk berfungsi dengan cara yang praktikal maka ia akan mewakili konsep baharu dalam cara membentuk sheetmetal.
Keesokan harinya saya memberitahu rakan sekerja saya, Tony Grainger, tentang idea saya.Dia juga agak teruja dan dia melakarkan reka bentuk yang mungkin untuk elektromagnet untuk saya.Dia juga membuat beberapa pengiraan mengenai jenis daya yang boleh dicapai daripada elektromagnet.Tony ialah orang yang paling bijak yang saya kenali dan saya sangat bertuah kerana mempunyai dia sebagai rakan sekerja dan mempunyai akses kepada kepakarannya yang tinggi.
Pada mulanya ia kelihatan seperti idea itu mungkin hanya berfungsi untuk tolok kepingan logam yang agak nipis tetapi ia cukup menjanjikan untuk menggalakkan saya meneruskan.
Perkembangan Awal:
Dalam beberapa hari seterusnya saya memperoleh beberapa kepingan keluli, beberapa dawai tembaga, dan penerus dan membina folder elektro-magnet pertama saya!Saya masih ada di bengkel saya:
Bahagian elektro-magnet mesin ini adalah yang asli.
(Tiang hadapan dan rasuk lentur yang ditunjukkan di sini adalah pengubahsuaian kemudian).
Walaupun agak kasar mesin ini berfungsi!
Seperti yang dibayangkan dalam momen eureka asal saya, memang palang pengapit tidak perlu dilekatkan pada pangkal mesin di hujung, di belakang, atau di mana-mana sahaja.Oleh itu mesin itu benar-benar terbuka dan terbuka tekak.
Tetapi aspek terbuka hanya boleh direalisasikan sepenuhnya jika engsel untuk rasuk lentur juga agak tidak konvensional.
Dalam beberapa bulan akan datang, saya bekerja pada sejenis engsel separuh yang saya panggil 'engsel cawan', saya membina mesin yang berprestasi lebih baik (Mark II), saya mengemukakan Spesifikasi Paten Sementara dengan Pejabat Paten Australia dan saya juga muncul di program televisyen ABC yang dipanggil "The Inventors".Ciptaan saya telah dipilih sebagai pemenang untuk minggu itu dan kemudiannya dipilih sebagai salah seorang finalis untuk tahun itu (1975).
Di sebelah kiri ialah bengkok Mark II seperti yang ditunjukkan di Sydney berikutan penampilan di final The Inventors.
Ia menggunakan versi 'engsel cawan' yang lebih maju seperti yang ditunjukkan di bawah:
Pada tahun 1975 saya bertemu Geoff Fenton pada mesyuarat Persatuan Pencipta di Hobart (3 Ogos 1975).Geoff agak berminat dengan ciptaan "Magnabend" dan kembali ke tempat saya selepas mesyuarat untuk melihatnya dengan lebih dekat.Ini adalah permulaan persahabatan yang berkekalan dengan Geoff dan kemudiannya perkongsian perniagaan.
Geoff adalah seorang graduan Kejuruteraan dan seorang pencipta yang sangat bijak sendiri.Dia mudah melihat kepentingan mempunyai reka bentuk engsel yang akan membolehkan mesin merealisasikan potensi terbuka sepenuhnya.
'Engsel cawan' saya berfungsi tetapi mempunyai masalah serius untuk sudut rasuk jauh melebihi 90 darjah.
Geoff menjadi sangat berminat dengan engsel tanpa pusat.Kelas engsel ini boleh memberikan pusingan di sekitar titik maya yang boleh berada di luar sepenuhnya mekanisme engsel itu sendiri.
Pada suatu hari (1 Feb 1976) Geoff muncul dengan lukisan engsel yang kelihatan luar biasa dan inovatif.Saya kagum!Saya tidak pernah melihat sesuatu dari jauh seperti itu sebelum ini!
(Lihat lukisan di sebelah kiri).
Saya mengetahui bahawa ini ialah mekanisme pantograf yang diubah suai yang melibatkan pautan 4-bar.Kami sebenarnya tidak pernah membuat versi yang betul bagi engsel ini tetapi beberapa bulan kemudian Geoff telah menghasilkan versi yang lebih baik yang kami buat.
Keratan rentas versi yang dipertingkatkan ditunjukkan di bawah:
'Lengan' engsel ini disimpan selari dengan anggota berputar utama oleh engkol kecil.Ini boleh dilihat dalam foto di bawah.Engkol hanya perlu mengambil peratusan kecil daripada jumlah beban engsel.
Simulasi mekanisme ini ditunjukkan dalam video di bawah.(Terima kasih kepada Dennis Aspo untuk simulasi ini).
https://youtu.be/wKxGH8nq-tM
Walaupun mekanisme engsel ini berfungsi dengan baik, ia tidak pernah dipasang pada mesin Magnabend sebenar.Kelemahannya ialah ia tidak menyediakan putaran penuh 180 darjah rasuk lentur dan ia juga kelihatan mempunyai banyak bahagian di dalamnya (walaupun banyak bahagian adalah sama antara satu sama lain).
Alasan lain bahawa engsel ini tidak digunakan adalah kerana Geoff kemudiannya mengemukakan pendapatnya:
Engsel Triaksial:
Engsel triaksial menyediakan putaran penuh 180 darjah dan lebih mudah kerana ia memerlukan lebih sedikit bahagian, walaupun bahagian itu sendiri lebih rumit.
Engsel triaksial berkembang melalui beberapa peringkat sebelum mencapai reka bentuk yang agak diselesaikan.Kami memanggil pelbagai jenis Engsel Trunnion, Engsel Dalaman Sfera dan Engsel Luaran Sfera.
Engsel luaran sfera disimulasikan dalam video di bawah (Terima kasih kepada Jayson Wallis untuk simulasi ini):
https://youtu.be/t0yL4qIwyYU
Semua reka bentuk ini diterangkan dalam dokumen Spesifikasi Paten AS.(PDF).
Salah satu masalah terbesar dengan engsel Magnabend ialah tiada tempat untuk meletakkannya!
Hujung mesin terkeluar kerana kita mahu mesin itu terbuka, jadi ia perlu pergi ke tempat lain.Tidak ada ruang antara muka dalaman rasuk lentur dan muka luar kutub hadapan magnet sama ada.
Untuk memberi ruang, kami boleh menyediakan bibir pada rasuk lentur dan pada tiang hadapan tetapi bibir ini menjejaskan kekuatan rasuk lentur dan daya pengapit magnet.(Anda boleh melihat bibir ini dalam foto engsel pantograf di atas).
Oleh itu reka bentuk engsel dikekang antara keperluan untuk menjadi nipis supaya hanya bibir kecil akan diperlukan dan keperluan untuk tebal supaya ia akan cukup kuat.Dan juga keperluan untuk tidak berpusat untuk menyediakan pangsi maya, sebaik-baiknya tepat di atas permukaan kerja magnet.
Keperluan ini merupakan susunan yang sangat tinggi, tetapi reka bentuk Geoff yang sangat inventif menangani keperluan dengan baik, walaupun banyak kerja pembangunan (melanjutkan sekurang-kurangnya 10 tahun) diperlukan untuk mencari kompromi yang terbaik.
Jika diminta saya boleh menulis artikel berasingan mengenai engsel dan perkembangannya tetapi buat masa ini kita akan kembali kepada sejarah:
Perjanjian-Di Bawah-Lesen Pembuatan:
Sepanjang tahun-tahun akan datang kami menandatangani beberapa perjanjian "Pembuatan-Di Bawah-Lesen":
6 Februari 1976: Nova Machinery Pty Ltd, Taman Osborne, Perth Australia Barat.
31 Disember 1982: Thalmann Constructions AG, Frauenfeld, Switzerland.
12 Oktober 1983: Roper Whitney Co, Rockford, Illinois, Amerika Syarikat.
1 Disember 1983: Kilang Mesin Jorg, Amersfoort, Belanda
(Lagi sejarah jika diminta oleh mana-mana pihak yang berminat).