MAGNABEND HISTÓRICO DE DESENVOLVIMENTO E FABRICAÇÃO
Gênese da Ideia:
Em 1974 eu precisava fazer caixas para projetos eletrônicos de habitação.Para fazer isso, fiz uma pasta de metal muito rústica com um par de peças de ferro angular articuladas e presas em um torno.Para dizer o mínimo, era muito difícil de usar e não muito versátil.Logo decidi que era hora de fazer algo melhor.
Então eu comecei a pensar em como fazer uma pasta 'adequada'.Uma coisa que me preocupava era que a estrutura de fixação tinha que ser amarrada na base da máquina nas extremidades ou na parte de trás e isso atrapalharia algumas das coisas que eu queria fazer.Então eu dei um salto de fé e disse ... OK, não vamos amarrar a estrutura de fixação à base, como eu poderia fazer isso funcionar?
Havia alguma maneira de quebrar essa conexão?
Você pode segurar um objeto sem anexar algo a ele?
Isso parecia uma pergunta ridícula de se fazer, mas uma vez que eu tinha formulado a pergunta dessa maneira, cheguei a uma resposta possível: -
Você pode influenciar as coisas sem uma conexão física com elas... através de um CAMPO!
Eu sabia sobre campos elétricos*, campos gravitacionais* e campos magnéticos*.Mas seria viável?Será que realmente funcionaria?
(* Como um aparte, é interessante notar que a ciência moderna ainda precisa explicar completamente como a "força à distância" realmente funciona).
O que aconteceu a seguir ainda é uma memória clara.
Estava na minha oficina de casa e já passava da meia-noite e hora de ir para a cama, mas não resisti à tentação de experimentar esta nova ideia.
Logo encontrei um ímã em forma de ferradura e um pedaço de latão de calço.Coloquei o calço de latão entre o ímã e seu 'guardião' e dobrei o latão com meu dedo!
Eureca!Funcionou.O latão tinha apenas 0,09 mm de espessura, mas o princípio foi estabelecido!
(A foto à esquerda é uma reconstrução do experimento original, mas está usando os mesmos componentes).
Fiquei empolgado porque percebi, desde o início, que se a ideia pudesse funcionar de maneira prática, representaria um novo conceito em como formar chapas metálicas.
No dia seguinte, contei a meu colega de trabalho, Tony Grainger, minhas ideias.Ele também estava um pouco animado e esboçou um possível projeto para um eletroímã para mim.Ele também fez alguns cálculos sobre que tipo de força poderia ser alcançada a partir de um eletroímã.Tony era a pessoa mais inteligente que eu conhecia e tive a sorte de tê-lo como colega e ter acesso à sua considerável experiência.
Bem, inicialmente parecia que a ideia provavelmente só funcionaria para bitolas bastante finas de chapas metálicas, mas era promissor o suficiente para me encorajar a prosseguir.
Desenvolvimento precoce:
Nos dias seguintes consegui algumas peças de aço, alguns fios de cobre e um retificador e construí minha primeira pasta eletromagnética!Ainda tenho na minha oficina:
A parte do eletroímã desta máquina é o original genuíno.
(O poste dianteiro e o feixe de flexão mostrados aqui foram modificações posteriores).
Embora bastante grosseira, esta máquina funcionou!
Como previsto no meu momento eureka original, de fato, a barra de fixação não precisava ser presa à base da máquina nas extremidades, na parte traseira ou em qualquer lugar.Assim, a máquina era completamente aberta e de garganta aberta.
Mas o aspecto de extremidade aberta só poderia ser totalmente realizado se as dobradiças para a viga de dobra também fossem um pouco não convencionais.
Nos meses seguintes, trabalhei em uma espécie de meia dobradiça que chamei de 'copa-dobradiça', construí uma máquina de melhor desempenho (Mark II), apresentei uma Especificação de Patente Provisória no Escritório de Patentes Australiano e também apareci no um programa de televisão ABC chamado "The Inventors".Minha invenção foi selecionada como a vencedora daquela semana e depois foi selecionada como uma das finalistas daquele ano (1975).
À esquerda está o dobrador Mark II, como demonstrado em Sydney após a aparição na final de The Inventors.
Ele usou uma versão mais desenvolvida da 'dobradiça do copo', conforme mostrado abaixo:
Durante 1975, conheci Geoff Fenton em uma reunião da Associação de Inventores em Hobart (3 de agosto de 1975).Geoff estava bastante interessado na invenção "Magnabend" e voltou à minha casa após a reunião para dar uma olhada mais de perto.Este seria o início de uma amizade duradoura com Geoff e mais tarde uma parceria de negócios.
Geoff era formado em Engenharia e um inventor muito inteligente.Ele percebeu prontamente a importância de ter um projeto de dobradiça que permitisse à máquina realizar todo o seu potencial aberto.
Minha 'dobradiça do copo' funcionou, mas teve sérios problemas para ângulos de feixe muito além de 90 graus.
Geoff ficou muito interessado em dobradiças sem centro.Esta classe de dobradiça pode fornecer rotação em torno de um ponto virtual que pode estar completamente fora do próprio mecanismo de dobradiça.
Um dia (1 de fevereiro de 1976) Geoff apareceu com um desenho de uma dobradiça de aparência incomum e inovadora.Eu fiquei maravilhado!Eu nunca tinha visto nada remotamente parecido antes!
(Veja desenho à esquerda).
Eu aprendi que este é um mecanismo de pantógrafo modificado envolvendo ligações de 4 barras.Na verdade, nunca fizemos uma versão adequada dessa dobradiça, mas alguns meses depois Geoff surgiu com uma versão aprimorada que fizemos.
Uma seção transversal da versão aprimorada é mostrada abaixo:
Os 'braços' desta dobradiça são mantidos paralelos aos principais membros pivotantes por pequenas manivelas.Estes podem ser vistos nas fotos abaixo.As manivelas só precisam receber uma porcentagem menor da carga total da dobradiça.
Uma simulação desse mecanismo é mostrada no vídeo abaixo.(Obrigado a Dennis Aspo por esta simulação).
https://youtu.be/wKxGH8nq-tM
Embora esse mecanismo de dobradiça funcionasse muito bem, ele nunca foi instalado em uma máquina Magnabend real.Suas desvantagens eram que não fornecia uma rotação completa de 180 graus da viga de flexão e também parecia ter muitas peças (embora muitas das peças fossem iguais umas às outras).
A outra razão pela qual essa dobradiça não foi usada foi porque Geoff surgiu com a dele:
Dobradiça Triaxial:
A dobradiça triaxial fornecia uma rotação completa de 180 graus e era mais simples, pois precisava de menos peças, embora as próprias peças fossem mais complicadas.
A dobradiça triaxial progrediu por vários estágios antes de chegar a um projeto bastante estabelecido.Chamamos os diferentes tipos de Dobradiça de Munhão, Dobradiça Interna Esférica e Dobradiça Externa Esférica.
A dobradiça externa esférica é simulada no vídeo abaixo (Obrigado a Jayson Wallis por esta simulação):
https://youtu.be/t0yL4qIwyYU
Todos esses projetos são descritos no documento de Especificação de Patente dos EUA (PDF).
Um dos maiores problemas com a dobradiça Magnabend era que não havia onde colocá-la!
As extremidades da máquina estão fora porque queremos que a máquina seja aberta, então ela tem que ir para outro lugar.Também não há espaço entre a face interna do feixe de flexão e a face externa do pólo frontal do ímã.
Para dar espaço, podemos fornecer uma borda na viga de flexão e no poste frontal, mas essas bordas comprometem a resistência da viga de flexão e a força de fixação do ímã.(Você pode ver esses lábios nas fotos da dobradiça do pantógrafo acima).
Assim, o design da dobradiça é limitado entre a necessidade de ser fino para que apenas pequenos lábios sejam necessários e a necessidade de ser grosso para que seja forte o suficiente.E também a necessidade de ser sem centro para fornecer um pivô virtual, de preferência logo acima da superfície de trabalho do ímã.
Esses requisitos eram muito difíceis, mas o design muito inventivo de Geoff atendeu bem aos requisitos, embora muito trabalho de desenvolvimento (que se estendesse por pelo menos 10 anos) fosse necessário para encontrar os melhores compromissos.
Se solicitado, posso escrever um artigo separado sobre as dobradiças e seu desenvolvimento, mas por enquanto voltaremos à história:
Contratos de Fabricação Sob Licença:
Nos próximos anos, assinamos vários acordos de "Fabricação sob licença":
6 de fevereiro de 1976: Nova Machinery Pty Ltd, Osborne Park, Perth Western Australia.
31 de dezembro de 1982: Thalmann Constructions AG, Frauenfeld, Suíça.
12 de outubro de 1983: Roper Whitney Co, Rockford, Illinois, EUA.
1 de dezembro de 1983: Jorg Machine Factory, Amersfoort, Holanda
(Mais histórico se solicitado por algum interessado).