Kapitel 5

Das Stift-Säulen-Modell

Das Ebenenmodell aus Kapitel 4 kann Effekte erklären, die mehr als einen Stift beinhalten. Am Stift-Säulen-Modell lässt sich jedoch das genaue Verhalten eines Einzelstiftes besser erklären. Während beim Ebenenmodell eine lineare Kraft gezeigt wurde, brauchen wir in diesem Modell ein Drehmoment. Drehmomente erzeugen wir mit einem Spanner

Abbildung 5.1: Das Stift-Säulen-Modell

Das Stift-Säulen-Modell hebt die Beziehung zwischen dem angewendeten Drehmoment und der Kraft die gebraucht um einen einzelnen Stift zu setzen hervor. Es ist wichtig diese Beziehung zu verstehen. Um das „Gefühl“ beim Schlossöffnen zu verstehen, müssen Sie wissen, wie die Bindung eines Stiftes durch das angewandte Drehmoment beeinflußt wird. Diese Bindungsreibung muss mit dem Öffnungswerkzeug überwunden werden. Abbildung 5.2 zeigt eine Einzel-Stift-Position, nachdem ein Drehmoment auf den Schlosskern angewendet wurde. Die Kräfte, die auf den Kernstift wirken setzen sich wie folgt zusammen:

Abbildung 5.2: Der Gehäusestift ist eingeklemmt.

• Die Federkraft auf den Gehäusestift.
• Die Reibung des Gehäusestiftes am Gehäuse und am Kern erzeugt eine weitere Kraft auf den Gehäusestift.
• Die Reibung Kernstiftes am Kern.

Der Druck des Öffnungswerkzeuges muss nun etwas grösser sein als die Summe aller aufgeführten Kräfte um die Stiftsäule zu bewegen. Die Federkraft erhöht sich nur sehr wenig je tiefer die Stifte in das Schlossgehäuse gedrückt werden.Wir nehmen die Federkraft als konstant an. Die Reibung des Kernstiftes am Kern ist konstant und in einem sauberen Schloss fast null. Die Bindungsreibung ist die wesentliche Komponente, sie ist proportional zum Drehmoment. Je mehr Drehmoment Sie auf den Schlosskern bringen, desto höher ist diese Bindungsreibung. Wenn die Oberkante des Gehäusestiftes die Scherlinie erreicht, ändert sich die Situation plötzlich. Betrachten wir Abbildung 5.3. Die Bindungsreibung wird Null und der Schlosskern dreht sich ein wenig bis andere Stifte klemmen. Jetzt ist der einzige Widerstand gegen eine Bewegung der Stiftsäule die Federkraft. Wenn die Unterkante des Kernstiftes nun die Lücke zwischen dem Schlosskern und dem Schlossgehäuse (das sind nur zehntel Millimeter) überquert hat, entsteht eine neue Kraft, die Kontaktkraft. Die Kontaktkraft ist je nach Toleranz, Stiftform, Abnutzungsgrad und Drehmoment sehr unterschiedlich gross. Sie erreicht ihr Maximum bei dem Druck der gebraucht wird um auch den Kernstift noch in das Schlossgehäuse zu drücken.

Abbildung 5.3: Stifte an der Scherlinie.

Wenn nun der Kernstift in das Schlossgehäuse eindringt und dort Bindung hat, fühlt es sich wieder so an, als wäre nur der Gehäusestift eingeklemmt. Der Druck der benötigt wird um die Stifte vor oder nach der Scherlinie zu bewegen ist der gleiche. Je höher das Drehmoment wird, desto höherer Druck ist erforderlich. An der Scherlinie erhöht sich der Druck dramatisch, weil der Kernstift an das Schlossgehäuse anstößt. Diese Analyse wird graphisch in Abbildung 5.5 zusammengefaßt.

Abbildung 5.4: Der Kernstift dringt in das Gehäuse ein.

Abbildung 5.5: Druck auf den Kernstift der nötig ist um die Stiftsäule zu bewegen.