تاریخچه توسعه و ساخت

تاریخچه توسعه و ساخت MAGNABEND
پیدایش ایده:

در سال 1974 من نیاز به ساخت جعبه هایی برای مسکن پروژه های الکترونیکی داشتم.برای انجام این کار، از چند تکه آهن زاویه دار که به هم متصل شده بودند، یک پوشه ورق فلزی بسیار خام درست کردم.حداقل می توان گفت استفاده از آن بسیار ناخوشایند بود و خیلی همه کاره نبود.به زودی به این نتیجه رسیدم که زمان آن رسیده که چیزی بهتر بسازم.

بنابراین به این فکر کردم که چگونه یک پوشه "مناسب" بسازم.یکی از چیزهایی که نگران من بود این بود که ساختار گیره باید به پایه دستگاه یا در انتها یا در پشت بسته می شد و این مانع از برخی چیزهایی می شد که می خواستم بسازم.بنابراین من یک جهش ایمانی انجام دادم و گفتم ... خوب، اجازه دهید ساختار گیره را به پایه گره ندهیم، چگونه می توانم این کار را انجام دهم؟

آیا راهی برای قطع این ارتباط وجود داشت؟
آیا می توانید بدون چسباندن چیزی به یک جسم، آن را نگه دارید؟
پرسیدن این سوال مسخره به نظر می رسید، اما وقتی سوال را به این شکل طرح کردم، به یک پاسخ احتمالی رسیدم:

شما می توانید چیزها را بدون ارتباط فیزیکی با آنها تحت تأثیر قرار دهید ... از طریق یک FIELD!
من در مورد میدان های الکتریکی*، میدان های گرانشی* و میدان های مغناطیسی* می دانستم.اما آیا امکان پذیر خواهد بود؟آیا واقعاً کار خواهد کرد؟
(* به عنوان گذشته، جالب است بدانید که علم مدرن هنوز به طور کامل توضیح نداده است که "نیروی در فاصله" واقعاً چگونه عمل می کند).

آنچه بعد اتفاق افتاد هنوز یک خاطره روشن است.
من در کارگاه خانه ام بودم و بعد از نیمه شب و زمان خواب بود، اما نتوانستم در برابر وسوسه امتحان کردن این ایده جدید مقاومت کنم.
خیلی زود یک آهنربای نعل اسبی و یک تکه برنج شیم پیدا کردم.شیم برنج را بین آهنربا و نگهدارنده اش گذاشتم و با انگشتم برنج را خم کردم!

اورکا!کار کرد.ضخامت برنج فقط 0.09 میلی متر بود اما اصل آن برقرار بود!

(عکس سمت چپ بازسازی آزمایش اصلی است اما از همان اجزا استفاده می کند).
من هیجان زده بودم، زیرا از همان ابتدا متوجه شدم که اگر بتوان این ایده را به روشی عملی انجام داد، آنگاه مفهوم جدیدی را در نحوه تشکیل ورق فلز نشان می دهد.

روز بعد به همکارم، تونی گرینگر، درباره ایده هایم گفتم.او هم کمی هیجان زده بود و طرح احتمالی یک آهنربای الکتریکی را برای من ترسیم کرد.او همچنین محاسباتی در مورد اینکه چه نوع نیروهایی را می توان از یک آهنربای الکتریکی بدست آورد، انجام داد.تونی باهوش ترین فردی بود که می شناختم و خیلی خوش شانس بودم که او را به عنوان همکار داشتم و به تخصص قابل توجه او دسترسی داشتم.
خوب در ابتدا به نظر می رسید که این ایده احتمالاً فقط برای اندازه گیری های نسبتاً نازک ورق فلز کار می کند، اما به اندازه کافی امیدوار کننده بود که من را تشویق به ادامه کار کند.

توسعه اولیه:

طی چند روز بعد چند تکه فولاد، مقداری سیم مسی و یک یکسوساز به دست آوردم و اولین پوشه الکترومغناطیسی خود را ساختم!من هنوز آن را در کارگاه خود دارم:

قطعه آهنربای الکتریکی این دستگاه اصل است.
(قطب جلو و تیر خمشی نشان داده شده در اینجا تغییرات بعدی بودند).

اگرچه نسبتاً خام این دستگاه کار کرد!

همانطور که در لحظه یورکای اولیه من پیش بینی شده بود، در واقع میله گیره نباید به پایه دستگاه در انتها، در پشت یا هر جایی وصل شود.بنابراین دستگاه کاملاً با انتهای باز و گلو باز بود.

اما جنبه باز بودن آن تنها در صورتی کاملاً قابل درک است که لولاهای تیر خمشی نیز کمی غیر متعارف باشند.

در طول ماه‌های آتی، روی نوعی لولای نیمه کار کردم که آن را لولای فنجانی نامیدم، ماشینی با عملکرد بهتر ساختم (Mark II)، مشخصات ثبت اختراع موقت را در اداره ثبت اختراع استرالیا ثبت کردم و همچنین در یک برنامه تلویزیونی ABC به نام "مخترعین".اختراع من به عنوان برنده آن هفته انتخاب شد و بعداً به عنوان یکی از فینالیست های آن سال (1975) انتخاب شد.

در سمت چپ خم کن Mark II است که در سیدنی پس از حضور در فینال The Inventors نشان داده شد.

همانطور که در زیر نشان داده شده است، از نسخه توسعه یافته تری از "لولا فنجانی" استفاده کرد:

در طول سال 1975، جف فنتون را در جلسه انجمن مخترعان در هوبارت (3 اوت 1975) ملاقات کردم.جف کاملاً به اختراع "Magnabend" علاقه مند بود و پس از جلسه به محل من بازگشت تا از نزدیک به آن نگاه کند.این شروع یک دوستی پایدار با جف و بعداً یک شراکت تجاری بود.
جف فارغ التحصیل رشته مهندسی و مخترع بسیار باهوشی بود.او به آسانی اهمیت داشتن یک طراحی لولا را دید که به ماشین اجازه دهد تا پتانسیل کامل خود را به‌کار گیرد.
"لولا فنجانی" من کار می کرد اما برای زوایای پرتو بسیار فراتر از 90 درجه مشکلات جدی داشت.

جف به لولاهای بدون مرکز بسیار علاقه مند شد.این دسته از لولا می تواند چرخش را در اطراف یک نقطه مجازی فراهم کند که می تواند کاملاً خارج از مکانیسم لولا باشد.

یک روز (1 فوریه 1976) جف با طراحی لولای غیرعادی و بدیع ظاهر شد.شگفت زده شدم!من تا به حال چیزی شبیه به آن را از راه دور ندیده بودم!
(نقشه سمت چپ را ببینید).

من متوجه شدم که این یک مکانیسم پانتوگراف اصلاح شده است که شامل پیوندهای 4 نواری است.ما هرگز نسخه مناسبی از این لولا را تولید نکردیم، اما چند ماه بعد جف با یک نسخه بهبودیافته آمد که ما آن را ساختیم.
مقطعی از نسخه بهبودیافته در زیر نشان داده شده است:

بازوهای این لولا با میل لنگ های کوچک به موازات اعضای اصلی چرخان نگه داشته می شوند.اینها را می توانید در عکس های زیر مشاهده کنید.میل لنگ فقط باید درصد کمی از کل بار لولا را تحمل کند.

شبیه سازی این مکانیسم در فیلم زیر نشان داده شده است.(با تشکر از دنیس آسپو برای این شبیه سازی).

https://youtu.be/wKxGH8nq-tM

اگرچه این مکانیسم لولا به خوبی کار می کرد، اما هرگز بر روی یک دستگاه واقعی Magnabend نصب نشد.اشکالات آن این بود که چرخش کامل 180 درجه تیر خمشی را فراهم نمی کرد و همچنین به نظر می رسید که قطعات زیادی در آن وجود داشته باشد (البته بسیاری از قطعات مشابه یکدیگر بودند).

دلیل دیگری که این لولا مورد استفاده قرار نگرفت این بود که جف پس از آن به فکر او افتاد:
لولا سه محوری:

لولای سه محوری چرخش کامل 180 درجه ای را فراهم می کرد و از آنجایی که به قطعات کمتری نیاز داشت، ساده تر بود، اگرچه خود قطعات پیچیده تر بودند.
لولا سه محوری قبل از رسیدن به یک طراحی نسبتاً ثابت در چندین مرحله پیشرفت کرد.ما انواع مختلف را The Trunnion Henge، The Spherical Internal Henge و The Spherical External Henge نامیدیم.

لولا خارجی کروی در ویدئوی زیر شبیه سازی شده است (با تشکر از جیسون والیس برای این شبیه سازی):

https://youtu.be/t0yL4qIwyYU

همه این طرح ها در سند مشخصات ثبت اختراع ایالات متحده (PDF) توضیح داده شده است.

یکی از بزرگترین مشکلات لولا مگنابند این بود که جایی برای قرار دادن آن وجود نداشت!
انتهای دستگاه بیرون است زیرا می خواهیم دستگاه با انتهای باز باشد، بنابراین باید به جای دیگری برود.در واقع هیچ فضایی بین وجه داخلی پرتو خمشی و وجه خارجی قطب جلویی آهنربا وجود ندارد.
برای ایجاد فضا، می‌توانیم لبه‌هایی را روی تیر خمشی و در قطب جلو ایجاد کنیم، اما این لب‌ها قدرت پرتو خمشی و نیروی گیره آهنربا را به خطر می‌اندازند.(این لب ها را در عکس های لولا پانتوگراف بالا می بینید).
بنابراین طراحی لولا بین نیاز به نازک بودن به گونه ای که فقط لب های کوچک مورد نیاز باشد و نیاز به ضخیم بودن به طوری که به اندازه کافی قوی باشد محدود می شود.و همچنین نیاز به بدون مرکز بودن برای ایجاد یک محور مجازی، ترجیحا درست بالای سطح کاری آهنربا.
این الزامات بسیار زیاد بود، اما طراحی بسیار مبتکرانه جف به خوبی نیازمندی‌ها را برآورده می‌کرد، اگرچه برای یافتن بهترین سازش‌ها، کار توسعه زیادی (حداقل 10 سال طول کشید) مورد نیاز بود.

در صورت درخواست، ممکن است مقاله جداگانه ای در مورد لولاها و توسعه آنها بنویسم، اما در حال حاضر به تاریخچه باز خواهیم گشت:

قراردادهای تولید-تحت مجوز:
در طول سال‌های آتی، تعدادی قرارداد «تولید-تحت مجوز» امضا کردیم:

6 فوریه 1976: Nova Machinery Pty Ltd، Osborne Park، Perth Western Australia.

31 دسامبر 1982: Thalmann Constructions AG، Frauenfeld، سوئیس.

12 اکتبر 1983: شرکت Roper Whitney، راکفورد، ایلینوی، ایالات متحده آمریکا.

1 دسامبر 1983: کارخانه ماشین سازی Jorg، آمرسفورت، هلند

(تاریخچه بیشتر در صورت درخواست هر علاقه مند).