MAGNABEND HISTORIE OM UDVIKLING OG FREMSTILLING
Idéens tilblivelse:
Tilbage i 1974 havde jeg brug for at lave kasser til elektroniske projekter.For at gøre dette lavede jeg mig selv en meget rå plademappe af et par stykker vinkeljern, der var hængslet sammen og holdt i en skruestik.Det var mildest talt meget akavet at bruge og ikke særlig alsidigt.Jeg besluttede hurtigt, at det var tid til at lave noget bedre.
Så jeg kom til at tænke på, hvordan man laver en 'rigtig' mappe.En ting, der bekymrede mig, var, at spændestrukturen skulle bindes tilbage til bunden af maskinen enten i enderne eller på bagsiden, og det ville komme til at stå i vejen for nogle af de ting, jeg ville lave.Så jeg tog et spring af tro og sagde ... OK, lad os ikke binde spændestrukturen til basen, hvordan kunne jeg få det til at virke?
Var der en måde at bryde den forbindelse på?
Kan du holde fast i en genstand uden at fæstne noget til den?
Det virkede som et latterligt spørgsmål at stille, men da jeg havde formuleret spørgsmålet på den måde, kom jeg med et muligt svar:
Du kan påvirke ting uden en fysisk forbindelse til dem ... via et FELT!
Jeg kendte til elektriske felter*, tyngdefelter* og magnetiske felter*.Men ville det være muligt?Ville det faktisk virke?
(* Som en sidebemærkning er det interessant at bemærke, at moderne videnskab endnu ikke fuldt ud har forklaret, hvordan "kraft på afstand" faktisk virker).
Hvad der derefter skete, er stadig et klart minde.
Jeg var i mit hjemmeværksted, og det var efter midnat og tid til at gå i seng, men jeg kunne ikke modstå fristelsen til at prøve denne nye idé.
Jeg fandt hurtigt en hesteskomagnet og et stykke shim-messing.Jeg satte shim-messingen mellem magneten og dens 'holder' og bøjede messingen med min finger!
Eureka!Det virkede.Messingen var kun 0,09 mm tyk, men princippet var etableret!
(Billedet til venstre er en rekonstruktion af det originale eksperiment, men det bruger de samme komponenter).
Jeg var begejstret, fordi jeg lige fra starten indså, at hvis ideen kunne fås til at fungere på en praktisk måde, ville den repræsentere et nyt koncept i, hvordan man danner plademetal.
Dagen efter fortalte jeg min arbejdskollega, Tony Grainger, om mine ideer.Han var også lidt begejstret, og han skitserede et muligt design til en elektromagnet for mig.Han lavede også nogle beregninger om, hvilken slags kræfter der kunne opnås fra en elektromagnet.Tony var den klogeste person, jeg kendte, og jeg var så heldig at have ham som kollega og have adgang til hans betydelige ekspertise.
Til at begynde med så det ud til, at ideen sandsynligvis kun ville fungere for ret tynde plademålere, men den var lovende nok til at opmuntre mig til at fortsætte.
Tidlig udvikling:
I løbet af de næste par dage fik jeg nogle stykker stål, noget kobbertråd og en ensretter og byggede min første elektromagnetiske mappe!Jeg har den stadig i mit værksted:
Elektromagnetdelen af denne maskine er den ægte originale.
(Den forreste stang og bøjningsbjælken vist her var senere modifikationer).
Selvom den er temmelig rå, virkede denne maskine!
Som forudset i mit oprindelige eureka-øjeblik, behøvede klemmestangen faktisk ikke at være fastgjort til bunden af maskinen i enderne, på bagsiden eller nogen steder.Maskinen var således fuldstændig åben og åben hals.
Men det åbne aspekt kunne kun realiseres fuldt ud, hvis hængslerne til bøjningsbjælken også var en smule ukonventionelle.
I løbet af de kommende måneder arbejdede jeg på en slags halvhængsel, som jeg kaldte et 'skålhængsel', jeg byggede en bedre ydende maskine (Mark II), jeg indgav en foreløbig patentspecifikation til det australske patentkontor, og jeg optrådte også på et ABC tv-program kaldet "Opfinderne".Min opfindelse blev udvalgt som vinderen for den uge og blev senere valgt som en af finalisterne for det år (1975).
Til venstre er Mark II-bukkeren som demonstreret i Sydney efter optræden i finalen i The Inventors.
Den brugte en mere udviklet version af 'kophængslet' som vist nedenfor:
I løbet af 1975 mødte jeg Geoff Fenton ved et møde i Opfinderforeningen i Hobart (3. august 1975).Geoff var ret interesseret i "Magnabend"-opfindelsen og kom tilbage til mig efter mødet for at se nærmere på den.Dette skulle være starten på et varigt venskab med Geoff og senere et forretningspartnerskab.
Geoff var uddannet ingeniør og selv en meget klog opfinder.Han så let vigtigheden af at have et hængseldesign, der ville gøre det muligt for maskinen at realisere sit fulde åbne potentiale.
Mit 'skålhængsel' virkede, men havde alvorlige problemer med strålevinkler langt over 90 grader.
Geoff blev meget interesseret i centerløse hængsler.Denne klasse af hængsler kan give drejning omkring et virtuelt punkt, som kan være helt uden for selve hængselmekanismen.
En dag (1. februar 1976) dukkede Geoff op med en tegning af et usædvanligt og innovativt udseende hængsel.Jeg var overrasket!Jeg havde aldrig set noget lignende før!
(Se tegning til venstre).
Jeg lærte, at dette er en modificeret strømaftagermekanisme, der involverer 4-stangsforbindelser.Vi lavede faktisk aldrig en ordentlig version af dette hængsel, men et par måneder senere kom Geoff med en forbedret version, som vi lavede.
Et tværsnit af den forbedrede version er vist nedenfor:
'Armene' på dette hængsel holdes parallelt med de vigtigste drejelige elementer af små håndsving.Disse kan ses på billederne nedenfor.Håndsvingene skal kun tage en mindre procentdel af den samlede hængselbelastning.
En simulering af denne mekanisme er vist i videoen nedenfor.(Tak til Dennis Aspo for denne simulering).
https://youtu.be/wKxGH8nq-tM
Selvom denne hængselmekanisme fungerede ret godt, blev den aldrig installeret på en egentlig Magnabend-maskine.Dens ulemper var, at den ikke sørgede for en fuld 180 graders rotation af bøjningsbjælken, og den så ud til at have en masse dele i sig (selvom mange af delene var de samme som hinanden).
Den anden grund til, at dette hængsel ikke blev brugt, var fordi Geoff så kom med sit:
Triaksialt hængsel:
Det treaksede hængsel sørgede for hele 180 graders rotation og var enklere, da det behøvede færre dele, selvom delene i sig selv var mere komplicerede.
Det treaksede hængsel gik gennem flere stadier, før det nåede et ret fast design.Vi kaldte de forskellige typer The Trunnion Hinge, The Spherical Internal Hinge og The Spherical External Hinge.
Det sfæriske udvendige hængsel er simuleret i videoen nedenfor (tak til Jayson Wallis for denne simulering):
https://youtu.be/t0yL4qIwyYU
Alle disse designs er beskrevet i US Patent Specification-dokumentet (PDF).
Et af de største problemer med Magnabend-hængslet var, at der ikke var nogen steder at sætte det!
Enderne af maskinen er ude, fordi vi ønsker, at maskinen skal være åben, så den skal et andet sted hen.Der er reelt heller ikke plads mellem den indvendige flade af bøjningsbjælken og den ydre flade af magnetens forpol.
For at give plads kan vi give en læber på bøjningsbjælken og på frontstangen, men disse læber kompromitterer styrken af bøjningsbjælken og magnetens klemkraft.(Du kan se disse læber på billederne af strømaftagerhængslet ovenfor).
Hængselsdesignet er således begrænset mellem behovet for at være tynde, så der kun er brug for små læber, og behovet for at være tykke, så det bliver stærkt nok.Og også behovet for at være centerløs for at give en virtuel omdrejningspunkt, helst lige over magnetens arbejdsflade.
Disse krav udgjorde en meget høj ordre, men Geoffs meget opfindsomme design imødekom kravene godt, selvom der skulle en del udviklingsarbejde (strækkende sig over mindst 10 år) for at finde de bedste kompromiser.
Hvis du bliver bedt om det, kan jeg skrive en separat artikel om hængslerne og deres udvikling, men indtil videre vender vi tilbage til historien:
Fremstillings-under-licensaftaler:
I løbet af de kommende år har vi underskrevet en række "Fremstilling-Under-License"-aftaler:
6. februar 1976: Nova Machinery Pty Ltd, Osborne Park, Perth Western Australia.
31. december 1982: Thalmann Constructions AG, Frauenfeld, Schweiz.
12. oktober 1983: Roper Whitney Co, Rockford, Illinois, USA.
1. december 1983: Jorg Maskinfabrik, Amersfoort, Holland
(Mere historie, hvis en interesseret part anmoder om det).