MAGNABEND HISTORIA OM UTVECKLING OCH TILLVERKNING
Uppkomst av idén:
Redan 1974 behövde jag göra lådor för att inhysa elektroniska projekt.För att göra detta gjorde jag mig en väldigt grov plåtmapp av ett par stycken vinkeljärn som hängdes ihop och hölls i ett skruvstycke.Det var minst sagt väldigt besvärligt att använda och inte särskilt mångsidigt.Jag bestämde mig snart för att det var dags att göra något bättre.
Så jag funderade på hur man gör en "riktig" mapp.En sak som bekymrade mig var att klämstrukturen var tvungen att bindas tillbaka till basen av maskinen antingen i ändarna eller på baksidan och detta skulle komma i vägen för några av de saker som jag ville göra.Så jag gjorde ett språng i tro och sa ... OK, låt inte binda fast klämstrukturen till basen, hur skulle jag få det att fungera?
Fanns det något sätt att bryta den kopplingen?
Kan du hålla i ett föremål utan att fästa något på det?
Det verkade som en löjlig fråga att ställa men när jag väl hade formulerat frågan på det sättet kom jag på ett möjligt svar:
Du kan påverka saker utan en fysisk koppling till dem ... via ett FÄLT!
Jag kände till elektriska fält*, gravitationsfält* och magnetfält*.Men skulle det vara genomförbart?Skulle det verkligen fungera?
(* För övrigt är det intressant att notera att modern vetenskap ännu inte helt har förklarat hur "kraft på avstånd" faktiskt fungerar).
Vad som sedan hände är fortfarande ett tydligt minne.
Jag var i min hemverkstad och det var efter midnatt och dags att gå och lägga mig, men jag kunde inte motstå frestelsen att prova denna nya idé.
Jag hittade snart en hästskomagnet och en bit av mellanläggsmässing.Jag satte mellanlägget i mässing mellan magneten och dess "hållare" och böjde mässingen med fingret!
Eureka!Det fungerade.Mässingen var bara 0,09 mm tjock men principen var etablerad!
(Fotot till vänster är en rekonstruktion av det ursprungliga experimentet men det använder samma komponenter).
Jag var exalterad eftersom jag redan från början insåg att om idén kunde fås att fungera på ett praktiskt sätt så skulle det representera ett nytt koncept för hur man formar plåt.
Dagen efter berättade jag för min arbetskollega, Tony Grainger, om mina idéer.Han var också lite exalterad och han skissade på en möjlig design för en elektromagnet åt mig.Han gjorde också några beräkningar om vilken typ av krafter som kunde uppnås från en elektromagnet.Tony var den smartaste person som jag kände och jag var så lyckligt lottad att ha honom som kollega och ha tillgång till hans betydande expertis.
Tja, från början såg det ut som att idén förmodligen bara skulle fungera för ganska tunna plåtmått, men det var tillräckligt lovande för att uppmuntra mig att fortsätta.
Tidig utveckling:
Under de närmaste dagarna skaffade jag några bitar av stål, lite koppartråd och en likriktare och byggde min första elektromagnetiska mapp!Jag har den kvar i min verkstad:
Den elektromagnetiska delen av denna maskin är det äkta originalet.
(Främre stolpen och böjningsbalken som visas här var senare modifieringar).
Även om den var ganska grov fungerade den här maskinen!
Som förutsetts i mitt ursprungliga eureka-ögonblick, behövde faktiskt klämstången inte fästas vid maskinens bas i ändarna, på baksidan eller någonstans.Således var maskinen helt öppen och öppen.
Men den öppna aspekten kunde bara realiseras fullt ut om gångjärnen för bockningsbalken också var lite okonventionella.
Under de kommande månaderna arbetade jag på ett slags halvgångjärn som jag kallade ett "skålgångjärn", jag byggde en maskin med bättre prestanda (Mark II), jag lämnade in en provisorisk patentspecifikation till Australian Patent Office och jag dök också upp på ett TV-program från ABC som heter "The Inventors".Min uppfinning utsågs till vinnare för den veckan och gick senare ut som en av finalisterna för det året (1975).
Till vänster är Mark II-böjaren som demonstreras i Sydney efter uppträdandet i finalen av The Inventors.
Den använde en mer utvecklad version av "koppgångjärnet" som visas nedan:
Under 1975 träffade jag Geoff Fenton vid ett möte för uppfinnareföreningen i Hobart (3 augusti 1975).Geoff var ganska intresserad av "Magnabend"-uppfinningen och kom tillbaka till mig efter mötet för att titta närmare på det.Detta skulle bli början på en bestående vänskap med Geoff och senare ett affärspartnerskap.
Geoff var civilingenjör och själv en mycket smart uppfinnare.Han såg lätt vikten av att ha en gångjärnsdesign som skulle göra det möjligt för maskinen att förverkliga sin fulla öppna potential.
Mitt "koppgångjärn" fungerade men hade allvarliga problem för strålvinklar mycket över 90 grader.
Geoff blev mycket intresserad av mittlösa gångjärn.Denna klass av gångjärn kan ge svängning runt en virtuell punkt som kan vara helt utanför själva gångjärnsmekanismen.
En dag (1 februari 1976) dök Geoff upp med en teckning av ett ovanligt och innovativt utseende gångjärn.Jag var förvånad!Jag hade aldrig sett något liknande förut!
(Se ritning till vänster).
Jag lärde mig att detta är en modifierad strömavtagaremekanism som involverar 4-stavslänkar.Vi gjorde faktiskt aldrig en riktig version av detta gångjärn men några månader senare kom Geoff med en förbättrad version som vi gjorde.
Ett tvärsnitt av den förbättrade versionen visas nedan:
"Armarna" på detta gångjärn hålls parallella med de huvudsakliga svängbara delarna av små vevar.Dessa kan ses på bilderna nedan.Vevarna behöver bara ta en mindre procent av den totala gångjärnsbelastningen.
En simulering av denna mekanism visas i videon nedan.(Tack till Dennis Aspo för denna simulering).
https://youtu.be/wKxGH8nq-tM
Även om denna gångjärnsmekanism fungerade ganska bra, installerades den aldrig på en riktig Magnabend-maskin.Dess nackdelar var att den inte tillhandahöll en hel 180 graders rotation av bockningsbalken och även den verkade ha många delar i sig (även om många av delarna var likadana).
Den andra anledningen till att det här gångjärnet inte vände sig var för att Geoff sedan kom med sitt:
Triaxiellt gångjärn:
Det treaxliga gångjärnet gav en hel 180 graders rotation och var enklare eftersom det behövde färre delar, även om delarna i sig var mer komplicerade.
Det treaxliga gångjärnet gick igenom flera steg innan det nådde en ganska stabil design.Vi kallade de olika typerna The Trunnion Hinge, The Spherical Internal Hinge och The Spherical External Hinge.
Det sfäriska yttre gångjärnet simuleras i videon nedan (Tack till Jayson Wallis för denna simulering):
https://youtu.be/t0yL4qIwyYU
Alla dessa konstruktioner beskrivs i US Patent Specification-dokumentet (PDF).
Ett av de största problemen med Magnabend-gångjärnet var att det inte fanns någonstans att sätta det!
Ändarna på maskinen är ute eftersom vi vill att maskinen ska vara öppen, så den måste gå någon annanstans.Det finns egentligen inget utrymme mellan den inre ytan av böjningsbalken och den yttre ytan av den främre polen på magneten heller.
För att göra plats kan vi tillhandahålla en läpp på böjningsbalken och på den främre stolpen, men dessa läppar äventyrar styrkan hos böjningsbalken och magnetens klämkraft.(Du kan se dessa läppar på bilderna av strömavtagarens gångjärn ovan).
Sålunda är gångjärnsdesignen begränsad mellan behovet av att vara tunt så att endast små läppar behövs och behovet av att vara tjocka så att det blir tillräckligt starkt.Och även behovet av att vara centrumlös för att ge en virtuell pivot, helst precis ovanför magnetens arbetsyta.
Dessa krav var mycket höga, men Geoffs mycket uppfinningsrika design mötte kraven väl, även om det krävdes mycket utvecklingsarbete (som sträckte sig över minst 10 år) för att hitta de bästa kompromisserna.
Om så önskas kan jag skriva en separat artikel om gångjärnen och deras utveckling, men för nu återkommer vi till historien:
Tillverknings-under-licensavtal:
Under de kommande åren undertecknade vi ett antal "Tillverkning-Under-Licens"-avtal:
6 februari 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 Machine Factory, Amersfoort, Holland
(Mer historik om någon intresserad part begär det).