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Plättchenzuhaltungsschloss

  • Autorenbild: Carlos Manfred Zultner
    Carlos Manfred Zultner
  • 3. Jan.
  • 5 Min. Lesezeit

Plättchenzuhaltungsschlösser, im Fachbereich als Wafer Locks bekannt, bilden das Rückgrat moderner Sicherungssysteme in Fahrzeugen, Möbeln und Schaltschränken.


Ihre kompakte Bauweise ermöglicht eine extrem effiziente Serientauglichkeit bei der Herstellung von Nockenschlössern.


Der folgende Beitrag analysiert die entscheidenden Gründe, warum diese Schließsysteme eine so weitreichende Verbreitung in der Industrie gefunden haben.



Grundaufbau


Ein Wafer Lock besteht aus vier zentralen Funktionsgruppen:


Gehäuse

Das Gehäuse bildet den feststehenden Mantel des Schlosskörpers. In seinem Inneren befinden sich längs verlaufende Freiräume, die als Aufnahme für die sperrenden Plättchen dienen.

Kern

Der Kern ist das drehbare Teil inklusive des Schlüsselkanals. Am hinteren Ende befindet sich, je nach Modell, ein Mitnehmer oder eine Nocke, welche die eigentliche Verriegelung betätigt.

Plättchen

Diese flachen Zuhaltungen sitzen in präzisen Schlitzen innerhalb des Kerns. Jedes Plättchen verfügt über eine spezifische Aussparung für den Schlüssel sowie einen Federarm als Anlagefläche für die Rückstellfeder

Federn

Die Federn sitzen im Kern in separaten Federkammern, die direkt neben den Plättchenschlitzen liegen.

Jede Feder liegt mit einem Ende in dieser Kammer an und drückt mit dem anderen Ende gegen den Federarm  des jeweiligen Plättchens.



Fertigung und Materialien


Wafer Locks sind konsequent auf eine wirtschaftliche Serienfertigung ausgelegt.


Gehäuse und Kern werden häufig im Druckguss hergestellt, typischerweise aus Zinklegierungen. Dies ermöglicht komplexe Schlitze, Federkammern und Innenkonturen ohne aufwendige Zerspanung.


Die Plättchen werden kosteneffizient gestanzt. Als Materialien dienen:


Messing

  • Gleitfreudigkeit: Messing verfügt über exzellente Selbstschmiereigenschaften. Dies sorgt für einen geschmeidigen Schlüsselweg und reduziert den Reibungswiderstand beim Einführen des Schlüssels.


  • Korrosionsbeständigkeit: Die Legierung ist von Natur aus rostfrei und sehr beständig gegen Feuchtigkeit. Dies verhindert ein Festfressen der Plättchen in der Federkammer, selbst bei seltener Nutzung.


  • Schonung des Mechanismus: Da Messing weicher als Stahl ist, wirkt es weniger abrasiv auf den Zylinderkern (oft aus Zinkdruckguss)

Stahl

  • Härte und Verschleißfestigkeit: Stahlplättchen sind deutlich widerstandsfähiger gegen mechanische Abnutzung durch den Schlüssel. Dies ist bei Schlössern mit extrem hohen Schließzyklen (z. B. häufig genutzte Schaltschränke) ein entscheidender Vorteil.


  • Manipulationsschutz: Durch die höhere Materialhärte bieten Stahlplättchen einen besseren Widerstand gegen gewaltsame Öffnungsversuche.


  • Korrosionsrisiko: Einfacher Stahl kann rosten, weshalb diese Plättchen oft vernickelt oder verzinkt werden müssen, um die Funktionsfähigkeit in feuchter Umgebung zu erhalten. 


Die Federn bestehen im Regelfall aus Federstahl.


Die Wahl der Materialien und Fertigungsverfahren ermöglichen die günstige Herstellung und kompakte Bauweise der Wafer Locks. Gleichzeitig reagieren sie jedoch stärker auf Toleranzen, Verschleiß und Verformung als hochwertig gefertigte Zylinderbauarten.



Funktionsprinzip


Entscheidend für die Funktion ist die Scherlinie, die Kontaktfläche zwischen Kern und Gehäuse.


Ohne den passenden Schlüssel ragen die Plättchenkanten über den Kerndurchmesser hinaus. Diese Überstände greifen in die Aussparungen des Gehäuses und blockieren mechanisch die Drehung. Der Kern ist somit fest gesperrt.


Der passende Schlüssel bewegt jedes Plättchen gegen die Kraft seiner Feder. Die Bewegung erfolgt exakt so weit, dass:


  • Alle Plättchenenden bündig mit dem Kerndurchmesser abschließen.

  • An der Scherlinie kein Überstand mehr vorhanden ist.

  • Der Kern frei gedreht werden kann, um über Mitnehmer oder Nocke die Verriegelung zu betätigen.


Ein Plättchen kann nicht nur zu wenig, sondern auch zu weit bewegt werden. Bei einer zu großen Auslenkung (z. B. durch einen falschen Schlüssel) ragt die gegenüberliegende Plättchenkante wieder in das Gehäuse hinein. Dies führt erneut zu einer Blockade der Drehung.



Drehwinkel und Gehäusegeometrie


Die Drehbewegung wird durch den Schlüssel initiiert, wobei das Gehäuse starr bleibt und der Kern rotiert. Damit diese Bewegung präzise gesteuert wird, greifen zwei mechanische Systeme ineinander:


Die Drehbegrenzung

Der Drehwinkel wird konstruktiv durch Anschläge definiert, um sicherzustellen, dass Mitnehmer oder Nocke exakt ihre Endlagen erreichen.


  • Vorderer Anschlag: Direkte Anschlagflächen zwischen Kern und Gehäuse stoppen die Rotation.

  • Hinterer Anschlag: Eine Stopp-Scheibe oder ein Anschlagblech am Kernende läuft gegen feste Begrenzungen.


Gehäusekanäle und Schlüsselabzug

Während Anschläge den Weg begrenzen, ermöglichen Gehäusekanäle (Freiräume) die Funktion der Plättchen innerhalb dieser Wege.


  • Einführen und Abziehen: Beim Bewegen des Schlüssels federn die Plättchen. Ohne die Gehäusekanäle würden sie an der Gehäusewand schleifen oder klemmen.

  • Definierte Abzugsstellungen: Ein Schlüssel lässt sich nur abziehen, wenn die Plättchen ungehindert in ihre Sperrstellung ausfedern können.

    Soll der Schlüsselabzug in zwei Endlagen (z. B. bei 0° und 180°) möglich sein, muss das Gehäuse an beiden Positionen exakte Gehäusekanäle bieten.

    Fehlen diese Kanäle, drücken die Federn die Plättchen gegen die Gehäusewand, was zu einem erschwerten Schlüsselabzug führt.


Während Anschläge den Drehwinkel physisch festlegen, garantieren die Gehäusekanäle das saubere Ausfedern der Plättchen in den vorgesehenen Stopp-Positionen.



Einseitig - und Zweiseitige Schlüssel


Die Schlüsselform bestimmt die Anordnung der Plättchen im Schließzylinder und die Anzahl möglicher Schlüssel.


Einseitige Schlüssel

In dieser klassischen Form sind alle Plättchen in die gleiche Richtung orientiert.


  • Die Federn sitzen alle auf derselben Seite des Kerns und drücken die Plättchen einheitlich über den Kerndurchmesser hinaus in das Gehäuse.

  • Die einseitigen Schlüsseleinschnitte heben alle Plättchen gleichzeitig gegen die Federkraft nach oben (oder unten), bis sie bündig an der Scherlinie abschließen.


Beidseitige Schlüssel

Um die Sicherheit zu erhöhen, ohne das Schloss zu verlängern, werden die Plättchen abwechselnd oder in Paaren angeordnet.


  • Die Plättchen ragen wechselweise nach oben und unten über den Kerndurchmesser hinaus.

  • Die Federgehäusebohrungen sind versetzt angeordnet (einmal oben, einmal unten). Dies nutzt den vorhandenen Raum im Zylindergehäuse effizient aus und ermöglicht mehr Sperrelemente auf gleicher Länge.

  • Ein solches Schloss benötigt zwingend einen Schlüssel mit zwei aktiven Seiten, um die entgegengesetzt wirkenden Plättchen präzise in ihre jeweilige Nullstellung an der Scherlinie zu bewegen. 


Beidseitige Systeme sind im Fahrzeugbereich weit verbreitet. Sie erlauben eine hohe Variantenanzahl bei gleichzeitig begrenztem Bauraum.



Konstruktive Merkmale zur Erhöhung der Manipulationsresistenz


Wafer Locks sind in der Grundform nicht als Hochsicherheitsbauart gedacht. Es gibt jedoch verbreitete Konstruktionsmerkmale, die Manipulation erschweren.


Hinterschnittene Führungen und Schrägstellung

Einige Wafer Locks nutzen Plättchen mit gestuften Kanten, die in einer hinterschnittenen Führung (Kammerwand mit Überhangkante) laufen.


Der passende Schlüssel führt das Plättchen parallel im Schlitz, die Flächen gleiten reibungsfrei aneinander vorbei.


Bei unpräziser Bewegung (durch Verschleiß oder verfrühtes Drehen) stellt sich das Plättchen minimal schräg.


In dieser Schrägstellung verfängt sich die Stufe des Plättchens unter der Hakenkante der Kammerwand. Das zusätzliche Drehmoment am Kern verstärkt diesen klemmenden Kontakt.

 Trapezprofile und Keilwirkung

Hier ist das Plättchenende nicht rechteckig, sondern trapezförmig gestaltet; der Kanal im Gehäuse bildet das passende Gegenprofil.


Bei korrekter Höhe dreht der Kern frei. Auf einer Zwischenhöhe jedoch sitzt das Ende nicht mittig im Kanal.


Unter Last wird das Plättchen wie ein Keil in die engere Stelle des Kanals gedrückt. Dieses System verzeiht deutlich weniger Spiel als herkömmliche rechteckige Formen.

Kerben und gezahnte Kanten

Ein gezahntes Plättchenende bietet im Gegensatz zu glatten Kanten eine Vielzahl an potenziellen Hängepunkten.


Stimmt die Höhe nicht, verhakt sich eine der Kerben an der Gegenkontur oder der Kanalkante. Das Plättchen gibt nicht nach, sondern bleibt hängen.


In beidseitigen Systemen (Plättchen wirken oben und unten) vervielfachen sich diese Kontaktlagen. Sowohl zu wenig als auch zu viel Hub führen unweigerlich zu einer Blockiersituation.

Elementdichte

Je mehr einzelne Plättchen (besonders bei beidseitiger Anordnung) verbaut sind, desto mehr Höhenlagen müssen gleichzeitig exakt stimmen.



Quellen und weiterführende Literatur


 
 
 

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