Caja fuerte construcción norma 1143-1 Grado IV-III

 CAJA FUERTE DYSS ESTRUCTURA

  

Cabe destacar que en este apartado únicamente se incluyen los detalles constitutivos de la caja.

Los paneles son materiales compuestos por varios elementos a modo sándwich.

Cada uno de los componentes desempeña una función de resistencia concreta, buscando maximizar las propiedades de la selección realizada.

Todo el cajeado principal se compone de la misma combinación de materiales y estructuras, de manera que se establece que se puedan recibir ataques desde cualquier punto del espacio adyacente aportando la misma resistencia y duración.

El espesor del conjunto toma un valor de 100-140 milímetros de espesor, con el perfil con los siguientes detalles:

• Chapas de acero de 5 milímetros a ambos lados de la pared; Utilizada para dar acabado final a la caja, proteger el acero Hadfield de posibles corrosiones y servir de elemento de sujeción para accesorios y pestillería.

• Palastro de acero Hadfield de 10 milímetros a ambos lados de la pared.

• Hormigón en masa HM-50/S/4/I, cubriendo todo el espacio dejado entre los dos palastros de acero.

• Maya de acero con barras de 5 milímetros distribuidas en cuadrados de 20 milímetros de lado (considerando las directrices de las barras como líneas de dibujo del perfil) a 15 milímetros del palastro interior de la pared.

• Maya de aluminio con barras de 4 milímetros distribuidas en cuadrados de 15 milímetros de lado a 15 milímetros del palastro exterior de la pared.

Con esta distribución se consigue que sea imprescindible el uso de diversas herramientas y filos con el objetivo de obtener alguna posibilidad de atacar a todo el rango de resistencias establecido. Además, como ya se analizo, todos estos materiales tienen una función activa de ataque que mejora la resistencia notablemente.

Si fuera necesario cualquier elemento adicional o estructura especial (como puede ser un agujero pasante para cables y anclajes), se podría mecanizar con mejor esfuerzo en la fase de fabricación ya que los componentes no necesariamente están unidos y no suponen combinaciones de resistencias.

Los espesores establecidos se han considerado mediante estimaciones de resultados realizados en los Ensayos y las consideraciones iniciales comparadas con las cajas existentes en el mercado.

CARACTERÍSITICAS DE MEJORA DE LA CALIDAD

_ Inclusión de placas de Acero Hadfield en todos los sándwich de la caja, mejorando la resistencia, dañando y anulando la efectividad de los filos de corte para hierro.

_ Añadido de armadura de acero en el hormigón para neutralizar o retrasar el efecto de los filos de piedra.

_ Añadido de maya de aluminio para dañar los discos de radial, y provocar el uso de

opciones más especializadas (uso de filos de corte para aluminio en

entorno de acero y piedra).

_ Inclusión de cristal de rebloqueo que cubra toda la pestillería, haciendo inútil el ataque de precisión frente a eslabones de la cadena cinemática de apertura.

_ Colocación estratégica de los bulones de rebloqueo dificultando su localización y consecuente anulación, actuando directamente sobre los pestillos de cierre.

_ Diseño resistente y ergonómico de la manera que posibilite la apertura del mecanismo de manera suave y a su vez soporte esfuerzos derivados el uso.

CARACTERÍSTICAS COMUNES DE CAJAS DE GRADO IV-III

Las características que se establecen como necesarias para cumplir el grado IV-III, se ha analizado el modelo inicial de manera que pueda cumplir los requisitos establecidos en la norma UNE-EN 1143-1:1997, de manera que se obtiene la designación de grado de resistencia IV-III acorde con los ensayos sometidos con las pautas establecidas y los  siguientes resultados:

_ Valor de resistencia al ataque con herramienta al acceso parcial, determinado mediante ensayos de taladrado:

_ Valor de resistencia al ataque con herramienta al acceso completo, determinado mediante ensayos con lanza térmica:

_ Fuerza de anclaje no determinada, puesto que el peso de la caja y el campo de aplicación no es requerido por la norma.

_  Se seleccionan del espectro de fabricantes y sus correspondientes catálogos una cerradura mecánica y otra electrónica que cumplan la categoría B según norma EN-1300.

 DETALLE DE LA PUERTA

Mecanismo de cierre Figura 1

Diseño general de la puerta incluyendo mecanismo

El mecanismo de cierre está compuesto por los componentes  principalmente los bulones, cerraduras y maneta. Por otro lado, se necesitan eslabones intermedios que establezcan el movimiento completo de la cadena cinemática, desde el movimiento de giro de la maneta hasta el movimiento lineal de los bulones primarios y secundarios. En la figura 4.1 se muestra el diseño genérico del mecanismo y los pestillos, tal y como quedará la puerta tras la fabricación.

El mecanismo completo mostrado en la figura 2 está compuesto por:

• Eje principal de giro

• Leva circular

• Eslabones principales

• Eslabones secundarios

• Tornillería y elementos de unión

• Cerraduras

• Mecanismos de rebloqueo

Figura .2 Detalle del mecanismo interior

A continuación se detallan las características y constitución de los nuevos elementos integrados, detallando el porqué de su inclusión y las relaciones que se establecen entre ellos.

Cada uno tiene una función concreta, buscan el bloqueo mediante el uso de la maneta o simplemente suponen elementos de seguridad adicionales para evitar intrusiones en el contenido.

a. Eje principal de giro

Se trata del elemento que permite transmitir el movimiento de la maneta, que se encuentra en el exterior de la caja al margen de cualquier elemento interior del mecanismo, a la leva circular (elemento central de la cadena cinemática).

La única función que tiene es esta, debiendo cumplir con la normativa vigente, obligando a minimizar el diámetro que debe tener, por lo que en contra a las propiedades beneficiosas que tiene un tubo frente a una barra en lo que respecta a esfuerzos de torsión, el perfil debe ser circular. La longitud tiene que ser la suficiente como para atravesar la puerta y contener en sus extremos la maneta y la leva.

La unión es un conjunto roscado atravesado por un pasador cilíndrico que bloquee

el giro relativo entre las dos superficies.

Figura 3 Detalle del eje de giro

b. Leva circular

Eslabón central de la cadena cinemática que transmite el movimiento circular a los dos ramales pertenecientes a cada uno de los pestillos. Se trata de una chapa de 5 milímetros con dos orificios roscados de M10 en los que van alojados los tornillos con el extremo del cuerpo no roscado y lubricado, que permite el movimiento relativo con los eslabones secundarios.

La unión con el eje de giro es una soldadura realizada a priori del montaje general del mecanismo.

Figura .4 Detalle de la leva circular

c. Eslabones principales

Este elemento ha requerido una atención especial dentro del diseño del mecanismo a causa de las funciones elementales que debe desempeñar, por ello se establecen las siguientes modificaciones que se pueden ver detalladas en la

figura .5.

• Desplazamiento lineal: Se establecen guías en la estructura de la puerta, para restringir uno de los grados de libertad del eslabón, de manera que solo se permita el movimiento colineal a los pestillos.

• Fijación a los pestillos: Para la fijación con los pestillos se utilizan tornillos roscados de M10 con las correspondientes tuercas.

• Punto de bloqueo con las cerraduras: Es necesario que las cerraduras tengan un punto de contacto con el eslabón, para que en posición de cerrado, no permitan que el mismo se desplace recogiendo los bulones. Por ello se incluye una aleta de dimensiones determinadas

figura .6 que realice la función de bloqueo con cerraduras cerradas.

• Elemento intermedio entre eslabones con 2 grados de libertad y pestillos: Para poder desempeñar esta función es necesario que la unión entre estos y el pestillo permita el giro relativo entre ambos. Para ello se diseñan unas guías en los pestillos secundarios, con el objetivo de permitir que los puntos de unión puedan girar y desplazarse.

6. Agujero pasante

7. Aleta de bloqueo

8. Elemento de unión de eslabones

Figura 5 Descripción de la chapa de movimiento principal

Figura 6 Detalle de la chapa de movimiento principal

Figura 7 Detalle de la chapa de movimiento secundaria

Puntos notables

Dentro de todo proyecto surgen puntos especiales de análisis, que necesitan una atención especial a la hora del diseño. A lo largo de este apartado se pretenden detallar los puntos importantes dentro del mecanismo, gracias a su debilidad, constitución o relevancia.

Se incluye el análisis de:

• Puntos de unión rebloqueos-pestillos

• Puntos de unión cerraduras-eslabones principales

• Puntos de anclajes de cristal delator

a. Unión rebloqueo-pestillo

Este punto no supone una unión propiamente dicha, es un punto notable en el que se relaciona el bulón con la pieza base de los bulones de cierre.

Es imprescindible que se ceda una holgura mayor que la que las tolerancias de fabricación indiquen, de forma que no se mantenga en constante contacto con los pestillos cuando la puerta se encuentre en posición de abierto. La principal causa de ello es que no es un dispositivo de bloqueo que está regulado por elementos externos, y que si en algúmomento se libera, no se podrá abrir la puerta sino es forzándola.

Al ceder esta holgura, cualquier posible vibración o impacto de pequeña magnitud producido en los pestillos no se transmite al mecanismo de bloqueo, evitando que este salte bloqueando el sistema. El momento en que ambos dispositivos entran en contacto, únicamente debe acaecer cuando el cristal delator se rompa y liberé los bulones de bloqueo. En este punto, el único requerimiento exigido es que la unión se mantenga fija y no haya forma de desplazar longitudinalmente los pestillos. Por lo tanto no se requiere una lubricación especial ya que no debe existir movimiento relativo.

Figura 8 Punto de contacto rebloqueo-pestillo

b. Unión cerradura-eslabones

Estos son los puntos claves del mecanismo, ya que suponen el bloqueo general de la caja fuerte desde el exterior sobre eslabones móviles internos. Las cerraduras solo pueden ser abiertas mediante la llave o la clave electrónica (según corresponda), por lo que el usuario de la caja con conocimiento y posesión de las mismas es el único que puede habilitar la apertura.

Las dos cerraduras interactúan con los eslabones principales mediante unas aletas que poseen estos. En la posición de cerrado, los pestillos bloquean el desplazamiento longitudinal de los eslabones, por lo que si no se recogen, es imposible que la maneta exterior gire.

Además, y como método de seguridad adicional, estas aletas en posición de abierto, impiden que los pestillos retornen a su posición de cerrado, con lo que se activa la función de puerta abierta del dispositivo electrónico instalado. La botonera, transcurridos 5 minutos de encontrarse la cerradura en posición de abierto, comenzará a emitir pitidos intermitentes para avisar al usuario que la puerta no se ha cerrado. Con esto se evita que se quede la puerta colocada pero no cerrada.

Figura .9 Detalle punto de unión cerradura electrónica-eslabones principales

c. Unión de anclajes del delator.

Al igual que el punto de unión entre el rebloqueo-pestillo, este es un punto muy delicado, ya que supone el bloqueo de la caja fuerte ante un fallo por pequeño que sea.

En este caso la unión es muy sencilla, ya que el cristal dispone de orificios con reborde cubiertos de silicona donde se puede insertar una anilla de sujeción anexa

al cable solidario a los rebloqueos.

A su vez, es necesario que los cables queden correctamente fijados en los delatores, para ello, basta con realizar un orificio de diámetro muy reducido (3 o 4 milímetros) que atraviese los bulones de rebloqueo, y cuyo extremo opuesto al cristal este fijado mediante un pequeño punto de soldadura.

Figura 10 Muestra de los orificios dispuestos para el cable