ประวัติศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ของการพัฒนาและการผลิต
กำเนิดของความคิด:
ย้อนกลับไปในปี 1974 ฉันต้องผลิตกล่องสำหรับโครงการอิเล็กทรอนิกส์สำหรับที่อยู่อาศัยในการทำเช่นนี้ ฉันทำโฟลเดอร์แผ่นโลหะหยาบๆ ขึ้นมาเองจากมุมเหล็กสองสามชิ้นที่พับเข้าด้วยกันและจับไว้เป็นคีมคีบพูดง่าย ๆ คือมันใช้งานไม่สะดวกและไม่เอนกประสงค์ไม่นานฉันก็ตัดสินใจว่าถึงเวลาต้องทำอะไรให้ดีขึ้นแล้ว
ฉันก็เลยคิดหาวิธีสร้างโฟลเดอร์ที่ 'เหมาะสม'สิ่งหนึ่งที่ทำให้ฉันกังวลก็คือต้องผูกโครงสร้างหนีบเข้ากับฐานของเครื่องไม่ว่าจะที่ปลายหรือด้านหลัง ซึ่งจะเป็นอุปสรรคต่อบางสิ่งที่ฉันต้องการจะทำฉันก็เลยกระโดดด้วยความศรัทธาและพูดว่า ...โอเค อย่าผูกโครงสร้างหนีบเข้ากับฐาน ฉันจะทำให้มันสำเร็จได้อย่างไร
มีวิธีที่จะทำลายการเชื่อมต่อนั้นหรือไม่?
คุณสามารถจับวัตถุโดยไม่ต้องแนบอะไรบางอย่างได้หรือไม่?
ดูเหมือนจะเป็นคำถามที่ไร้สาระที่จะถาม แต่เมื่อฉันได้วางกรอบคำถามในลักษณะนั้นแล้ว ฉันก็ได้คำตอบที่เป็นไปได้:-
คุณสามารถมีอิทธิพลต่อสิ่งต่าง ๆ โดยไม่ต้องเชื่อมต่อกับพวกเขา ... ผ่าน FIELD!
ฉันรู้เรื่องสนามไฟฟ้า* สนามแรงโน้มถ่วง* และสนามแม่เหล็ก*แต่จะเป็นไปได้หรือไม่?มันจะได้ผลจริงหรือ?
(* ในทางกลับกัน เป็นที่น่าสนใจที่จะสังเกตว่าวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ยังไม่ได้อธิบายอย่างเต็มที่ว่า "แรงในระยะไกล" ใช้งานได้จริงอย่างไร)
สิ่งที่เกิดขึ้นต่อไปยังคงเป็นความทรงจำที่ชัดเจน
ฉันอยู่ในเวิร์กช็อปที่บ้านและเป็นเวลาหลังเที่ยงคืนและถึงเวลาเข้านอน แต่ฉันไม่สามารถต้านทานการทดลองใช้แนวคิดใหม่นี้ได้
ไม่นานฉันก็พบแม่เหล็กเกือกม้าและแผ่นชิมทองเหลืองชิ้นหนึ่งฉันใส่แผ่นชิมทองเหลืองระหว่างแม่เหล็กกับ 'คีปเปอร์' แล้วงอทองเหลืองด้วยนิ้วของฉัน!
ยูเรก้า!มันได้ผลทองเหลืองหนาเพียง 0.09 มม. แต่หลักการเกิดขึ้นแล้ว!
(ภาพด้านซ้ายเป็นการสร้างใหม่จากการทดลองเดิมแต่ใช้ส่วนประกอบเดียวกัน)
ฉันรู้สึกตื่นเต้นเพราะรู้ตั้งแต่แรกแล้วว่าหากไอเดียนั้นสามารถนำไปใช้ได้จริง ไอเดียนั้นจะแสดงถึงแนวคิดใหม่ในการสร้างแผ่นโลหะ
วันรุ่งขึ้น ฉันบอกโทนี่ เกรนเจอร์เพื่อนร่วมงานของฉันเกี่ยวกับความคิดของฉันเขารู้สึกตื่นเต้นเล็กน้อยเช่นกัน และร่างการออกแบบที่เป็นไปได้สำหรับแม่เหล็กไฟฟ้าให้ฉันเขายังทำการคำนวณบางอย่างเกี่ยวกับแรงประเภทใดที่สามารถทำได้จากแม่เหล็กไฟฟ้าโทนี่เป็นคนที่ฉลาดที่สุดที่ฉันรู้จัก และฉันโชคดีมากที่มีเขาเป็นเพื่อนร่วมงานและสามารถเข้าถึงความเชี่ยวชาญที่สำคัญของเขาได้
ตอนแรก ดูเหมือนว่าแนวคิดนี้จะใช้ได้เฉพาะกับเกจโลหะแผ่นบางๆ เท่านั้น แต่ก็มีแนวโน้มมากพอที่จะสนับสนุนให้ฉันดำเนินการต่อไป
การพัฒนาในช่วงต้น:
ในอีกไม่กี่วันข้างหน้า ฉันได้เหล็กบางชิ้น ลวดทองแดงบางส่วน และวงจรเรียงกระแส และสร้างโฟลเดอร์แม่เหล็กไฟฟ้าอันแรกของฉัน!ฉันยังมีมันในเวิร์กชอปของฉัน:
ส่วนแม่เหล็กไฟฟ้าของเครื่องนี้เป็นของแท้
(เสาหน้าและคานดัดที่แสดงนี้เป็นการดัดแปลงในภายหลัง)
แม้ว่าเครื่องนี้จะค่อนข้างหยาบ!
ตามที่เห็นในช่วงเวลายูเรก้าดั้งเดิมของฉัน แท้จริงแล้วแท่งหนีบไม่จำเป็นต้องติดอยู่กับฐานของเครื่องที่ปลาย ด้านหลัง หรือที่ใดก็ได้ดังนั้นเครื่องจึงเปิดกว้างและคอเปิดอย่างสมบูรณ์
แต่ด้านปลายเปิดสามารถรับรู้ได้อย่างเต็มที่ก็ต่อเมื่อบานพับสำหรับคานดัดนั้นไม่ธรรมดาเช่นกัน
ในช่วงหลายเดือนต่อจากนี้ ฉันได้ทำงานเกี่ยวกับบานพับแบบครึ่งถ้วยซึ่งเรียกว่า 'บานพับแบบถ้วย' ฉันสร้างเครื่องจักรที่ทำงานได้ดีกว่า (Mark II) ฉันได้ยื่นข้อกำหนดสิทธิบัตรชั่วคราวกับสำนักงานสิทธิบัตรของออสเตรเลีย และฉันก็ปรากฏตัวขึ้นด้วย รายการโทรทัศน์ ABC ชื่อ "The Inventors"สิ่งประดิษฐ์ของฉันได้รับเลือกให้เป็นผู้ชนะในสัปดาห์นั้น และต่อมาได้รับเลือกให้เป็นหนึ่งในผู้เข้ารอบสุดท้ายในปีนั้น (1975)
ทางซ้ายมือคือเครื่องดัดโค้ง Mark II ที่แสดงให้เห็นในซิดนีย์หลังจากการปรากฎตัวในรอบสุดท้ายของ The Inventors
มันใช้ 'บานพับถ้วย' รุ่นที่พัฒนามากขึ้นดังที่แสดงด้านล่าง:
ระหว่างปี 1975 ฉันได้พบกับเจฟฟ์ เฟนตันที่การประชุมสมาคมนักประดิษฐ์ในโฮบาร์ต (3 สิงหาคม พ.ศ. 2518)เจฟฟ์ค่อนข้างสนใจสิ่งประดิษฐ์ "แม็กนาเบนด์" และกลับมาที่ของฉันหลังการประชุมเพื่อดูอย่างละเอียดนี่จะเป็นจุดเริ่มต้นของมิตรภาพที่ยั่งยืนกับเจฟฟ์และต่อมาก็เป็นหุ้นส่วนทางธุรกิจ
เจฟฟ์จบการศึกษาด้านวิศวกรรมศาสตร์และเป็นนักประดิษฐ์ที่ฉลาดมากด้วยตัวเขาเองเขามองเห็นถึงความสำคัญของการออกแบบบานพับที่จะช่วยให้เครื่องสามารถรับรู้ถึงศักยภาพของปลายเปิดได้อย่างเต็มที่
'บานพับถ้วย' ของฉันใช้งานได้ แต่มีปัญหาร้ายแรงสำหรับมุมลำแสงที่เกิน 90 องศา
เจฟฟ์สนใจบานพับที่ไม่มีศูนย์กลางมากบานพับประเภทนี้สามารถหมุนรอบจุดเสมือนซึ่งสามารถอยู่นอกกลไกบานพับได้ทั้งหมด
วันหนึ่ง (1 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2519) เจฟฟ์ปรากฏตัวพร้อมกับบานพับที่ดูแปลกตาและสร้างสรรค์ฉันแปลกใจ!ฉันไม่เคยเห็นอะไรแบบนี้มาก่อน!
(ดูภาพวาดที่ด้านซ้าย).
ฉันได้เรียนรู้ว่านี่เป็นกลไกคัดลอกที่ดัดแปลงซึ่งเกี่ยวข้องกับการเชื่อมโยงแบบ 4 แถบจริงๆ แล้ว เราไม่เคยสร้างบานพับรุ่นที่เหมาะสมนี้มาก่อน แต่สองสามเดือนต่อมา เจฟฟ์ก็ได้สร้างเวอร์ชันที่ปรับปรุงแล้วซึ่งเราทำขึ้น
ภาพตัดขวางของเวอร์ชันปรับปรุงแสดงอยู่ด้านล่าง:
'แขน' ของบานพับนี้ขนานกับส่วนหมุนหลักโดยใช้ข้อเหวี่ยงขนาดเล็กสามารถเห็นได้ในรูปภาพด้านล่างข้อเหวี่ยงต้องรับภาระบานพับทั้งหมดเพียงเล็กน้อยเท่านั้น
การจำลองกลไกนี้จะแสดงในวิดีโอด้านล่าง(ขอบคุณ Dennis Aspo สำหรับการจำลองนี้)
https://youtu.be/wKxGH8nq-tM
แม้ว่ากลไกบานพับนี้จะทำงานได้ดี แต่ก็ไม่เคยติดตั้งบนเครื่อง Magnabend จริงๆข้อเสียคือไม่มีการหมุนของคานดัด 180 องศาเต็ม และดูเหมือนว่าจะมีชิ้นส่วนจำนวนมากอยู่ในนั้น (แม้ว่าชิ้นส่วนหลายๆ ชิ้นจะเหมือนกัน)
อีกเหตุผลหนึ่งที่บานพับนี้ไม่ได้ใช้ก็เพราะว่าเจฟฟ์คิดขึ้นมาว่า:
บานพับสามแกน:
บานพับแบบสามแกนช่วยให้สามารถหมุนได้ 180 องศาและเรียบง่ายกว่าเนื่องจากต้องใช้ชิ้นส่วนน้อยลง แม้ว่าชิ้นส่วนเหล่านั้นจะซับซ้อนกว่าก็ตาม
บานพับแบบสามแกนผ่านหลายขั้นตอนก่อนที่จะได้การออกแบบที่ลงตัวเราเรียกบานพับประเภทต่างๆ ว่า Trunnion Hinge, The Spherical Internal Hinge และ The Spherical External Hinge ประเภทต่างๆ
บานพับภายนอกทรงกลมถูกจำลองในวิดีโอด้านล่าง (ขอบคุณ Jayson Wallis สำหรับการจำลองนี้):
https://youtu.be/t0yL4qIwyYU
การออกแบบทั้งหมดนี้ได้อธิบายไว้ในเอกสารข้อกำหนดสิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกา (PDF)
ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดอย่างหนึ่งของบานพับแบบ Magnabend คือไม่มีที่วาง!
ปลายเครื่องออกเพราะอยากให้เครื่องเป็นแบบปลายเปิด เลยต้องไปที่อื่นไม่มีที่ว่างระหว่างหน้าด้านในของคานดัดและหน้าด้านนอกของเสาหน้าของแม่เหล็กเช่นกัน
เพื่อให้มีที่ว่าง เราสามารถจัดริมฝีปากบนคานดัดและบนเสาด้านหน้า แต่ริมฝีปากเหล่านี้จะประนีประนอมความแข็งแรงของคานดัดและแรงจับยึดของแม่เหล็ก(คุณสามารถเห็นริมฝีปากเหล่านี้ได้จากภาพถ่ายของบานพับคัดลอกด้านบน)
ดังนั้นการออกแบบบานพับจึงมีข้อจำกัดระหว่างความต้องการที่จะบางเพื่อให้ต้องใช้ริมฝีปากขนาดเล็กเท่านั้นและต้องหนาเพื่อให้แข็งแรงเพียงพอและความจำเป็นที่จะต้องไม่มีศูนย์กลางเพื่อให้มีเดือยเสมือน โดยควรอยู่เหนือพื้นผิวการทำงานของแม่เหล็ก
ข้อกำหนดเหล่านี้มีจำนวนสูงมาก แต่การออกแบบที่สร้างสรรค์ของ Geoff นั้นตอบสนองความต้องการได้ดี แม้ว่าจะต้องใช้งานพัฒนาจำนวนมาก (ซึ่งต้องขยายเวลาออกไปอย่างน้อย 10 ปี) เพื่อหาแนวทางประนีประนอมที่ดีที่สุด
หากได้รับการร้องขอ ข้าพเจ้าอาจเขียนบทความแยกต่างหากเกี่ยวกับบานพับและการพัฒนา แต่สำหรับตอนนี้ เราจะกลับไปสู่ประวัติศาสตร์:
ข้อตกลงการผลิตภายใต้ใบอนุญาต:
ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า เราได้ลงนามในข้อตกลง "Manufacture-Under-License" จำนวนหนึ่ง:
6 กุมภาพันธ์ 1976: Nova Machinery Pty Ltd, Osborne Park, เพิร์ท เวสเทิร์นออสเตรเลีย
31 ธันวาคม พ.ศ. 2525: Thalmann Constructions AG เมือง Frauenfeld ประเทศสวิสเซอร์แลนด์
12 ตุลาคม 1983: Roper Whitney Co, ร็อคฟอร์ด, อิลลินอยส์, สหรัฐอเมริกา
1 ธันวาคม 1983: Jorg Machine Factory, Amersfoort, Holland
(ประวัติเพิ่มเติมหากผู้สนใจท่านใดร้องขอ)