MAGNABEND ΙΣΤΟΡΙΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ
Γένεση της ιδέας:
Πίσω στο 1974 χρειαζόμουν να φτιάξω κουτιά για τη στέγαση ηλεκτρονικών έργων.Για να το κάνω αυτό, έφτιαξα μόνος μου έναν πολύ ακατέργαστο μεταλλικό φάκελο από μερικά κομμάτια γωνιακού σιδήρου, αρθρωτά μεταξύ τους και κρατημένα σε μια μέγγενη.Τουλάχιστον ήταν πολύ άβολο στη χρήση και όχι πολύ ευέλικτο.Σύντομα αποφάσισα ότι ήρθε η ώρα να κάνω κάτι καλύτερο.
Έτσι σκέφτηκα πώς να φτιάξω έναν «σωστό» φάκελο.Ένα πράγμα που με απασχολούσε ήταν ότι η δομή σύσφιξης έπρεπε να συνδεθεί πίσω στη βάση του μηχανήματος είτε στα άκρα είτε στο πίσω μέρος και αυτό θα εμπόδιζε μερικά από τα πράγματα που ήθελα να φτιάξω.Έκανα λοιπόν ένα άλμα πίστης και είπα ...ΟΚ, ας μην δέσουμε τη δομή σύσφιξης στη βάση, πώς θα μπορούσα να το κάνω αυτό να λειτουργήσει;
Υπήρχε κάποιος τρόπος να διακοπεί αυτή η σύνδεση;
Μπορείτε να κρατήσετε ένα αντικείμενο χωρίς να κολλήσετε κάτι σε αυτό;
Φαινόταν σαν μια γελοία ερώτηση να κάνω, αλλά μόλις πλαισίωσα την ερώτηση με αυτόν τον τρόπο κατέληξα σε μια πιθανή απάντηση:
Μπορείτε να επηρεάσετε τα πράγματα χωρίς φυσική σύνδεση μαζί τους ... μέσω ενός ΠΕΔΙΟΥ!
Ήξερα για ηλεκτρικά πεδία*, πεδία βαρύτητας* και μαγνητικά πεδία*.Θα ήταν όμως εφικτό;Θα λειτουργούσε πραγματικά;
(* Επιπλέον, είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι η σύγχρονη επιστήμη δεν έχει ακόμη εξηγήσει πλήρως πώς λειτουργεί στην πραγματικότητα η "δύναμη σε απόσταση").
Αυτό που συνέβη στη συνέχεια είναι ακόμα μια ξεκάθαρη ανάμνηση.
Ήμουν στο εργαστήριο του σπιτιού μου και ήταν μετά τα μεσάνυχτα και ώρα να πάω για ύπνο, αλλά δεν μπορούσα να αντισταθώ στον πειρασμό να δοκιμάσω αυτή τη νέα ιδέα.
Σύντομα βρήκα έναν μαγνήτη για πέταλο και ένα κομμάτι ορείχαλκου.Έβαλα τον ορείχαλκο της παραλλαγής ανάμεσα στον μαγνήτη και τον 'φύλαξ' του και λύγισα τον ορείχαλκο με το δάχτυλό μου!
Εύρηκα!Δούλεψε.Ο ορείχαλκος είχε πάχος μόνο 0,09 mm, αλλά η αρχή είχε καθιερωθεί!
(Η φωτογραφία στα αριστερά είναι μια ανακατασκευή του αρχικού πειράματος αλλά χρησιμοποιεί τα ίδια στοιχεία).
Ήμουν ενθουσιασμένος γιατί συνειδητοποίησα, από την αρχή, ότι εάν η ιδέα μπορούσε να λειτουργήσει με πρακτικό τρόπο, τότε θα αντιπροσώπευε μια νέα ιδέα για το πώς να διαμορφώσετε λαμαρίνα.
Την επόμενη μέρα είπα στον συνεργάτη μου, Τόνι Γκρέιντζερ, για τις ιδέες μου.Ήταν επίσης λίγο ενθουσιασμένος και σκιαγράφησε ένα πιθανό σχέδιο για έναν ηλεκτρομαγνήτη για μένα.Έκανε επίσης μερικούς υπολογισμούς σχετικά με το τι είδους δυνάμεις θα μπορούσαν να επιτευχθούν από έναν ηλεκτρομαγνήτη.Ο Tony ήταν το πιο έξυπνο άτομο που γνώριζα και ήμουν τόσο τυχερός που τον είχα ως συνάδελφο και είχα πρόσβαση στη σημαντική τεχνογνωσία του.
Λοιπόν, αρχικά φαινόταν ότι η ιδέα θα λειτουργούσε πιθανώς μόνο για αρκετά λεπτά μετρητές λαμαρίνας, αλλά ήταν αρκετά υποσχόμενη για να με ενθαρρύνει να προχωρήσω.
Πρώιμη ανάπτυξη:
Τις επόμενες μέρες πήρα μερικά κομμάτια χάλυβα, λίγο χάλκινο σύρμα και έναν ανορθωτή και έφτιαξα τον πρώτο μου ηλεκτρομαγνητικό φάκελο!Το έχω ακόμα στο εργαστήρι μου:
Το εξάρτημα ηλεκτρομαγνήτη αυτού του μηχανήματος είναι το γνήσιο αυθεντικό.
(Ο μπροστινός πόλος και η δοκός κάμψης που εμφανίζονται εδώ ήταν μεταγενέστερες τροποποιήσεις).
Αν και μάλλον ακατέργαστο αυτό το μηχάνημα λειτούργησε!
Όπως προβλεπόταν στην αρχική μου στιγμή ευρήκα, πράγματι η ράβδος σύσφιξης δεν χρειαζόταν να στερεωθεί στη βάση του μηχανήματος στα άκρα, στο πίσω μέρος ή οπουδήποτε.Έτσι το μηχάνημα ήταν εντελώς ανοιχτό και ανοιχτό.
Αλλά η πτυχή του ανοιχτού άκρου θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί πλήρως μόνο εάν οι μεντεσέδες για τη δοκό κάμψης ήταν επίσης λίγο αντισυμβατικοί.
Τους επόμενους μήνες δούλεψα σε ένα είδος μισού μεντεσέ που ονόμασα «κύπελλο μεντεσέ», κατασκεύασα μια μηχανή καλύτερης απόδοσης (Mark II), κατέθεσα μια Προσωρινή Προδιαγραφή Διπλώματος Ευρεσιτεχνίας στο Αυστραλιανό Γραφείο Διπλωμάτων Ευρεσιτεχνίας και εμφανίστηκα επίσης στο ένα τηλεοπτικό πρόγραμμα του ABC που ονομάζεται "Οι εφευρέτες".Η εφεύρεσή μου επιλέχθηκε ως ο νικητής εκείνης της εβδομάδας και αργότερα επιλέχθηκε ως ένας από τους φιναλίστ εκείνης της χρονιάς (1975).
Στα αριστερά είναι το Mark II bender όπως παρουσιάστηκε στο Σίδνεϊ μετά την εμφάνιση στον τελικό των The Inventors.
Χρησιμοποίησε μια πιο ανεπτυγμένη έκδοση του «μεντεσέ φλιτζανιού» όπως φαίνεται παρακάτω:
Κατά τη διάρκεια του 1975 γνώρισα τον Geoff Fenton σε μια συνάντηση της Ένωσης Εφευρετών στο Χόμπαρτ (3 Αυγούστου 1975).Ο Geoff ενδιαφερόταν αρκετά για την εφεύρεση "Magnabend" και επέστρεψε στη θέση μου μετά τη συνάντηση για να την δει από κοντά.Αυτή επρόκειτο να είναι η αρχή μιας διαρκούς φιλίας με τον Geoff και αργότερα μιας επιχειρηματικής συνεργασίας.
Ο Geoff ήταν πτυχιούχος Μηχανικός και πολύ έξυπνος εφευρέτης ο ίδιος.Είδε εύκολα τη σημασία της ύπαρξης ενός σχεδίου μεντεσέ που θα επέτρεπε στο μηχάνημα να αξιοποιήσει πλήρως τις δυνατότητές του.
Ο «μεντεσέδες του φλιτζανιού» μου λειτούργησε αλλά είχε σοβαρά προβλήματα για γωνίες δέσμης πολύ πέρα από τις 90 μοίρες.
Ο Geoff άρχισε να ενδιαφέρεται πολύ για τους μεντεσέδες χωρίς κέντρο.Αυτή η κατηγορία άρθρωσης μπορεί να παρέχει περιστροφή γύρω από ένα εικονικό σημείο που μπορεί να βρίσκεται εντελώς έξω από τον ίδιο τον μηχανισμό άρθρωσης.
Μια μέρα (1 Φεβρουαρίου 1976) ο Geoff εμφανίστηκε με ένα σχέδιο ενός ασυνήθιστου και πρωτοποριακού μεντεσέ.Έμεινα έκπληκτος!Δεν είχα ξαναδεί κάτι παρόμοιο από απόσταση!
(Δείτε σχέδιο στα αριστερά).
Έμαθα ότι πρόκειται για έναν τροποποιημένο μηχανισμό παντογράφου που περιλαμβάνει συνδέσεις 4 ράβδων.Ποτέ δεν φτιάξαμε μια σωστή έκδοση αυτού του μεντεσέ, αλλά λίγους μήνες αργότερα ο Geoff βρήκε μια βελτιωμένη έκδοση που κάναμε.
Μια διατομή της βελτιωμένης έκδοσης φαίνεται παρακάτω:
Οι «βραχίονες» αυτής της άρθρωσης διατηρούνται παράλληλα με τα κύρια περιστρεφόμενα μέλη με μικρούς στρόφαλους.Αυτά φαίνονται στις παρακάτω φωτογραφίες.Οι στρόφαλοι πρέπει να λάβουν μόνο ένα μικρό ποσοστό του συνολικού φορτίου μεντεσέδων.
Μια προσομοίωση αυτού του μηχανισμού φαίνεται στο παρακάτω βίντεο.(Ευχαριστώ τον Dennis Aspo για αυτήν την προσομοίωση).
https://youtu.be/wKxGH8nq-tM
Αν και αυτός ο μηχανισμός μεντεσέδων λειτούργησε αρκετά καλά, δεν εγκαταστάθηκε ποτέ σε μια πραγματική μηχανή Magnabend.Τα μειονεκτήματά του ήταν ότι δεν προέβλεπε πλήρη περιστροφή 180 μοιρών της δοκού κάμψης και επίσης φαινόταν να έχει πολλά μέρη σε αυτήν (αν και πολλά από τα μέρη ήταν ίδια μεταξύ τους).
Ο άλλος λόγος που αυτή η άρθρωση δεν χρησιμοποιήθηκε ήταν επειδή ο Geoff σκέφτηκε το δικό του:
Τριαξονική άρθρωση:
Ο τριαξονικός μεντεσέ όντως παρείχε πλήρη περιστροφή 180 μοιρών και ήταν απλούστερος, καθώς χρειαζόταν λιγότερα εξαρτήματα, αν και τα ίδια τα μέρη ήταν πιο περίπλοκα.
Η τριαξονική άρθρωση προχώρησε σε πολλά στάδια πριν φτάσει σε ένα αρκετά σταθερό σχέδιο.Ονομάσαμε τους διαφορετικούς τύπους The Trunnion Hinge, The Spherical Internal Hinge και The Spherical External Hinge.
Η σφαιρική εξωτερική άρθρωση προσομοιώνεται στο παρακάτω βίντεο (Ευχαριστούμε τον Jayson Wallis για αυτήν την προσομοίωση):
https://youtu.be/t0yL4qIwyYU
Όλα αυτά τα σχέδια περιγράφονται στο έγγραφο Προδιαγραφών Ευρεσιτεχνίας των ΗΠΑ. (PDF).
Ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα με τον μεντεσέ Magnabend ήταν ότι δεν υπήρχε πού να τον βάλεις!
Τα άκρα του μηχανήματος είναι έξω γιατί θέλουμε το μηχάνημα να είναι ανοιχτό, οπότε πρέπει να πάει κάπου αλλού.Πραγματικά δεν υπάρχει χώρος μεταξύ της εσωτερικής όψης της δοκού κάμψης και της εξωτερικής όψης του μπροστινού πόλου του μαγνήτη.
Για να κάνουμε χώρο, μπορούμε να παρέχουμε ένα χείλος στη δοκό κάμψης και στον μπροστινό πόλο, αλλά αυτά τα χείλη διακυβεύουν την αντοχή της δοκού κάμψης και τη δύναμη σύσφιξης του μαγνήτη.(Μπορείτε να δείτε αυτά τα χείλη στις φωτογραφίες του μεντεσέ παντογράφου παραπάνω).
Έτσι, η σχεδίαση του μεντεσέ περιορίζεται μεταξύ της ανάγκης να είναι λεπτή, ώστε να χρειάζονται μόνο μικρά χείλη και της ανάγκης να είναι παχιά, ώστε να είναι αρκετά δυνατή.Και επίσης η ανάγκη να είναι χωρίς κέντρο, ώστε να παρέχεται ένας εικονικός άξονας, κατά προτίμηση ακριβώς πάνω από την επιφάνεια εργασίας του μαγνήτη.
Αυτές οι απαιτήσεις αντιστοιχούσαν σε πολύ μεγάλη παραγγελία, αλλά ο πολύ εφευρετικός σχεδιασμός του Geoff αντιμετώπισε καλά τις απαιτήσεις, αν και χρειάστηκε πολλή δουλειά ανάπτυξης (που εκτείνεται σε τουλάχιστον 10 χρόνια) για να βρεθούν οι καλύτεροι συμβιβασμούς.
Εάν μου ζητηθεί, μπορώ να γράψω ένα ξεχωριστό άρθρο για τους μεντεσέδες και την ανάπτυξή τους, αλλά προς το παρόν θα επιστρέψουμε στην ιστορία:
Συμφωνίες Κατασκευής-Υπό Άδεια Χρήσης:
Τα επόμενα χρόνια υπογράψαμε μια σειρά από συμφωνίες «Κατασκευή-Υπό Άδεια Χρήσης»:
6 Φεβρουαρίου 1976: Nova Machinery Pty Ltd, Osborne Park, Perth Western Australia.
31 Δεκεμβρίου 1982: Thalmann Constructions AG, Frauenfeld, Ελβετία.
12 Οκτωβρίου 1983: Roper Whitney Co, Rockford, Illinois, ΗΠΑ.
1 Δεκεμβρίου 1983: Jorg Machine Factory, Amersfoort, Ολλανδία
(Περισσότερο ιστορικό εάν ζητηθεί από οποιοδήποτε ενδιαφερόμενο μέρος).