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Die Erfindung betrifft ein Schließsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Schließsysteme sind allgemein bekannt, wobei die Funktion herkömmlicher Schließsysteme auf dem Abtasten einer üblicherweise mechanischen Codierung des Schlüssels aufgrund von am Schlüssel vorgesehenen Einschnitten und/oder Bohrmulden durch im Schließzylinder angeordnete Stifte erfolgt. Stimmt das Höhenprofil des Schlüssels mit der im Schließzylinder vorgesehenen Profilierung überein, kann der Zylinderkern im Zylindergehäuse gedreht und das Schließsystem geschlossen werden.
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Die Sicherheit eines Schließsystems wird unter anderem durch die Anzahl der Schließvarianten vorgegeben, die von der Anzahl der Stufensprünge abhängt. Ist beispielsweise ein Schließzylinder zur Verwendung mit einem Zylinderschlüssel vorgesehen, der sechs Stifte (z = 6) mit neun verschiedene Stufensprüngen (n = 9) aufweist, sind theoretisch V = nz = 96= 531 441 Schließungsverschiedenheiten (V) möglich. Allerdings können die theoretisch verfügbaren Schließvarianten aufgrund systembedingter Restriktionen nicht vollständig in die Praxis umgesetzt werde, sodass tatsächlich weniger als die errechneten, in der Regel etwa 65.000 Schließvarianten bestehen.
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Um eine höhere Anzahl von Schließvarianten zu erreichen, kann beispielsweise auf Bohrmuldenschlüssel zurückgegriffen werden, die bei geringerer Anzahl von Stufensprüngen eine höhere Anzahl an Stiften ermöglichen oder auf eine Kombination unterschiedlicher Schließmechanismen zurückgegriffen werden. Oder man steuert die Einführmöglichkeiten des Schlüssels durch Profilvarianten im Schlüsselkanal des Kerns, die das Einführen ungültiger Schlüssel verhindern.
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Derartige die Schließvarianten erhöhenden Schließsysteme sind jedoch häufig hinsichtlich ihres Aufbaus, ihrer Herstellung und der dazugehörigen Dokumentation sehr aufwändig. Ebenso wird konstruktionsbedingt der gesamte Raum des Profilzylinders benötigt, wodurch die Einsatzmöglichkeiten beschränkt sind.
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Weitere Schließsysteme, die eine sehr hohe Anzahl von Schließvarianten aufweisen und gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 aufgebaut sind, sind aus der
US 6 257 033 B1 , der AT 71 173 E und der AT 42 372 E bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schließsystem mit einer hohen Anzahl von in der Praxis zu erreichenden Schließungsverschiedenheiten bereitzustellen, das einen besonders einfachen und bei der industriellen Fertigung vorteilhaften Aufbau aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Schließsystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
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Ein Grundgedanke der Erfindung ist es, statt einer Codierung, die der Höhe der Stifte nach erfolgt, eine Codierung zu verwenden, die durch die Drehposition der Stifte um deren Achse bestimmt ist. Anders als bei den bekannten Schließsystemen ist die zweite Position der Stifte, in der der Zylinderkern gegenüber dem Zylindergehäuse drehbar eingerichtet ist, nicht durch eine gegenüber der ersten Position, in der der Zylinderkern an einer Drehung gehindert ist, veränderten radialen Lage im Zylinderkern, sondern durch eine gegenüber der ersten Position veränderten Drehposition gemäß der von den Ausnehmungen des Schlüssels vorgegebenen Geometrie bestimmt. Hierfür weisen die Stifte einerseits einen jeweils mit einer der jeweiligen Stiftzuhaltung zugeordneten Ausnehmung des Schlüssels kooperierend eingerichteten ersten Abschnitt auf, der die Stifte jeweils zur Einnahme einer um deren Längsachse vorbestimmten Drehposition zwingt. Andererseits sind die Stifte mit einem entlang der Längsachse des Stifts vom ersten Abschnitt beabstandeten, zur Einnahme der zweiten Position entsprechend der vom Stift eingenommenen Drehposition eingerichteten zweiten Abschnitt ausgebildet. Dies ermöglicht einen Drehwinkel von 360° und bei einer Genauigkeit von 10° eine Variantenanzahl von 36 je Einheit. Insbesondere ist vorgesehen, dass der zweite Abschnitt der Stifte wenigstens einen die Drehbarkeit des Zylinderkerns hindernden Sperrkörper in eine die Drehung des Zylinderkerns ermöglichende Position bringt. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Position mindestens eines Stiftes elektromechanisch verändert wird und die Drehbarkeit des Zylinderkerns im Zylindergehäuse unterbindende Sperre mittels entsprechend vorgesehener Aktoren aufgehoben wird - hierfür ist eine vom Schlüssel und dem Schließzylinder ausgebildete Energy-Harvesting-Einrichtung vorteilhaft, bei der die Spulen im Schließzylinder seitlich des Schlüsselkanals und ein Magnet im Schlüssel verbaut sind.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung ist gegenüber herkömmlichen Schließsystemen eine viel höhere Anzahl an Schließungsverschiedenheiten möglich: so sind beispielsweise bei sechs Stiftzuhaltungen und 35 verschiedenen Drehpositionen (unter Einbehalten eines Winkelabstands von je 10°) theoretisch mehr als 1,8 Milliarden Schließungsverschiedenheiten (V) möglich. Da die Codierung nicht aufgrund eines Höhenprofils eines schließberechtigten Schlüssels bestimmt ist, ist zusätzlich die Bruchgefahr des erfindungsgemäß eingesetzten Schlüssels sowie der Verschleiß des Schließsystems insgesamt verringert.
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Erfindungsgemäß wird daher ein Schließsystem mit einem Schließzylinder mit einem Zylindergehäuse und einem vom Zylindergehäuse aufgenommenen Zylinderkern vorgeschlagen, wobei der Zylinderkern einen Schlüsselkanal und eine in den Schlüsselkanal eingreifende Mehrzahl von jeweils wenigstens einen Stift aufweisenden Stiftzuhaltungen aufweist, und ein in den Schlüsselkanal einsetzbarer Schlüssel vorgesehen ist, der für jede Stiftzuhaltung eine den jeweiligen Stift wenigstens teilweise aufnehmende Ausnehmung aufweist, wobei die Stifte der Stiftzuhaltungen bei in den Schließzylinder eingeführtem Schlüssel aus einer die Drehbarkeit des Zylinderkerns im Zylindergehäuse unterbindenden ersten Position in eine die Drehbarkeit des Zylinderkerns im Zylindergehäuse ermöglichenden zweiten Position überführt sind und wobei wenigstens ein Stift einer Stiftzuhaltung einen mit einer Ausnehmung des Schlüssels zur Einnahme des Stifts in einer um dessen Längsachse vorbestimmten Drehposition kooperierend eingerichteten ersten Abschnitt und wenigstens einen entlang der Längsachse des Stifts vom ersten Abschnitt beabstandeten, zur Einnahme der zweiten Position entsprechend der vom Stift eingenommenen Drehposition eingerichteten zweiten Abschnitt aufweist, und wenigstens ein die Drehbarkeit des Zylinderkerns im Zylindergehäuse in der ersten Position des wenigstens einen Stifts unterbindender Sperrkörper vorgesehen ist, der eine zur Aufnahme des zweiten Abschnitts des in der vorbestimmten Drehposition angeordneten wenigstens einen Stifts eingerichtete Ausnehmung aufweist und bei in der Ausnehmung aufgenommenem Stift die Drehbarkeit des Zylinderkerns im Zylindergehäuse ermöglicht, wobei der wenigstens eine Sperrkörper aus einem Träger und einem in den Träger eingesetzten, die Ausnehmung aufweisenden Codierkörper besteht, wobei der Codierkörper zur Ausrichtung der Ausnehmung und im Zusammenspiel mit der im Schlüssel vorgesehenen Ausnehmung im Träger drehbar und in diesem fixierbar eingerichtet ist.
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Wesentlich ist also, dass die Stifte einen ersten Abschnitt aufweisen, der mit dem Schlüssel in einer Weise zusammenwirkt, dass die Stifte um ihre Längsachse gedreht werden können, damit der zweite Abschnitt der Stifte eine Position einnehmen kann, in der die Drehbarkeit des Zylinderkerns bewirkt ist. Die Stifte des Schließsystems sind bevorzugt identisch ausgebildet, sodass ein einfaches modulares System geschaffen wird, bei dem allein die Drehposition der Stifte um deren jeweilige Achse die Grundlage für die Codierung des Schließsystems bildet.
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Bevorzugt sind die Stifte mehrteilig ausgebildet, wobei der erste Abschnitt eines Stifts besonders bevorzugt federnd gegen den zweiten Abschnitt des Stifts gelagert ist. Dabei weisen der erste Stift und der zweite Stift miteinander kooperierende Führungsmittel auf, die die relative Drehposition der beiden Abschnitte entlang der Längsachse des jeweiligen Stifts zueinander festlegen.
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Insbesondere wirken die Stifte auf einen die Drehbarkeit des Zylinderkerns im Zylindergehäuse unterbindenden Sperrkörper. Dieser Sperrkörper kann beispielsweise aus einer Mehrzahl von jeweils mit einem, in diesem Fall als Kernstift ausgebildeten Stift zusammenwirkenden Sperrstiften ausgebildet sein. In diesem Fall weist der Zylinderkern eine Geometrie auf, die eine Ausrichtung der Trennlinie von Kernstiften und Sperrstiften zwischen dem Zylinderkern und dem Zylindergehäuse nur dann erlaubt, wenn die (Kern-)Stifte sich in der vorbestimmten Drehposition befinden.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, einen einzigen Sperrkörper zu verwenden, dessen Position von der Gesamtheit der Stifte bestimmt ist. So ist bevorzugt wenigstens ein die Drehbarkeit des Zylinderkerns im Zylindergehäuse in der ersten Position des wenigstens einen Stifts unterbindender Sperrkörper vorgesehen, der eine zur Aufnahme des zweiten Abschnitts des in der vorbestimmten Drehposition angeordneten wenigstens einen Stifts eingerichtete Ausnehmung aufweist und bei in der Ausnehmung aufgenommenem Stift die Drehbarkeit des Zylinderkerns im Zylindergehäuse ermöglicht. Insbesondere ist der wenigstens eine Sperrkörper in der ersten Position der Stifte in einer gemeinsam vom Zylindergehäuse und Zylinderkern gebildeten Ausnehmung und in der zweiten Position ausschließlich in dem vom Zylinderkern gebildeten Abschnitt der Ausnehmung angeordnet.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Sperrkörper zweiteilig ausgebildet ist und insbesondere aus einem Träger und einer Mehrzahl von Codierkörpern besteht. Die Codierkörper weisen dabei die mit den zweiten Abschnitten der Stifte kooperierenden Ausnehmungen auf und werden im Träger in die jeweils vorbestimmte, auf den schließberechtigten Schlüssel angepasste Drehposition gebracht und in dieser Position fixiert. Hierfür können der Träger und die Codierkörper beispielsweise miteinander verpresst werden.
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Die Ausnehmungen des Sperrkörpers, unabhängig von einer einteiligen oder zweiteiligen Ausgestaltung, ist so vorzusehen, dass der zweite Abschnitt der Stifte in den Ausnehmungen aufgenommen wird und der Sperrkörper dadurch eine Bewegung ausführt, die eine Drehbarkeit des Zylinderkerns im Zylindergehäuse ermöglicht. Hierfür erstreckt sich der zweite Abschnitt in Längsrichtung des Stifts. Die Ausnehmungen des Sperrkörpers sind entsprechend an die axiale Ausrichtung des zweiten Abschnitts der Stifte angepasst.
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Der Schlüssel ist speziell als Bohrmuldenschlüssel ausgebildet, dessen Ausnehmungen (Bohrmulden) besonders bevorzugt eine identische maximale Tiefe aufweisen. Zum Erreichen einer möglichst hohen Anzahl an Schließungsverschiedenheiten sind die Ausnehmungen des Schlüssels zum Bewirken von sich voneinander unterscheidenden Drehpositionen der Stifte eingerichtet. Zusätzlich kann der Schlüssel bevorzugt eine zur Aufnahme eines Abschnitts wenigstens eines Stifts eingerichtete Bahn aufweisen, die besonders bevorzugt eine Vorausrichtung des Stifts bewirkt.
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Der Aufbau des erfindungsgemäßen Schließsystems ermöglicht insbesondere einen besonders platzsparenden Aufbau des Schließzylinders als Rundzylinder, bei dem alle Schließkomponenten weitgehend im Zylinderkern verbaut sind.
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Schließlich ist bevorzugt vorgesehen, dass der Schließzylinder und der Schlüssel eine Energy-Harvesting-Einrichtung ausbilden.
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Das erfindungsgemäße Schließsystem kann besonders bevorzugt mit weiteren Schließmechanismen kombiniert werden. So ist weiterhin möglich neben der erfindungsgemäßen Codierung durch Vorgeben einer bestimmten Drehposition der Stifte zusätzlich eine Codierung der Höhe nach vorzugeben, also von der radialen Position der Stifte im Schließzylinder abhängig zu machen. So können beispielsweise die Bohrmulden eines Bohrmuldenschlüssels nicht nur hinsichtlich einer vorbestimmten Drehposition codiert sein, sondern im Hinblick auf in diesem Fall unterschiedlich lang ausgebildete Stifte zusätzlich unterschiedlich tief ausgebildet sein.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den beigefügten Zeichnungen dargestellten, besonders bevorzugt ausgestalteten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Explosionsansicht eines besonders bevorzugt ausgestalteten Schließsystems;
- 2 eine geschnittene Ansicht des Schließsystems aus 1 in bei in den Schließzylinder eingesetztem Schlüssel drei unterschiedlichen Drehpositionen (a, b, c) des Zylinderkerns;
- 3 eine Detailansicht des Schlüssels und eines im Schließzylinder verbauten Stifts mit dem ebenfalls im Schließzylinder angeordneten Sperrkörper;
- 4 eine Unteransicht und eine perspektivische Ansicht eines besonders ausgestalteten Stifts;
- 5 eine Explosionsansicht eines besonders bevorzugt ausgestalteten Schließsystems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 6 eine Detailansicht der mit dem Sperrkörper zusammenwirkenden Stifte des gemäß dem Ausführungsbeispiel ausgebildeten Schließsystems.
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1 zeigt zur Erläuterung des allgemeinen Funktionsprinzips eine Explosionsansicht eines Schließsystems. Das Schließsystem 10 weist einen Schließzylinder 20 mit einem Zylindergehäuse 30 und einem vom Zylindergehäuse 30 aufgenommenen, im Zylindergehäuse 30 bei Vorliegen der Schließberechtigung drehbaren Zylinderkern 40 auf.
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Der Zylinderkern 40 ist mit einem Schlüsselkanal 50 ausgebildet und verfügt über eine in den Schlüsselkanal 50 eingreifende Mehrzahl von jeweils einen Stift 60 aufweisenden Stiftzuhaltungen.
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Weiter weist das Schließsystem 10 einen in den Schlüsselkanal 50 des Schließzylinders 20 einsetzbaren Schlüssel 70 auf, der zum Nachweis der Schließberechtigung für jede Stiftzuhaltung eine den jeweiligen Stift 60 wenigstens teilweise aufnehmende Ausnehmung 80 aufweist. Vorteilhaft bilden der Schließzylinder 20 und der Schlüssel 70 eine Energy-Harvesting-Einrichtung 110 aus, die zur Versorgung einer mit dem Schließsystem 10 verbundenen elektronischen Einheit verwendet werden kann.
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Das Schließsystem 10 ist entsprechend der Funktion bekannter Schließsystem so ausgebildet, dass die Stifte 60 der Stiftzuhaltungen bei in den Schließzylinder 20 eingeführtem Schlüssel 70 aus einer die Drehbarkeit des Zylinderkerns 40 im Zylindergehäuse 30 unterbindenden ersten Position in eine die Drehbarkeit des Zylinderkerns 40 im Zylindergehäuse 30 ermöglichenden zweiten Position überführt sind.
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Anders als bei den herkömmlichen Schließsystemen ist die zweite Position der Stifte 60 nicht durch eine gegenüber der ersten Position veränderten radialen Lage im Zylinderkern 40, sondern durch eine gegenüber der ersten Position veränderten Drehposition gemäß der von den Ausnehmungen 80 vorgegebenen Geometrie bestimmt. Hierfür weisen die Stifte einerseits einen jeweils mit einer Ausnehmung 80 des Schlüssels 70 kooperierend eingerichteten ersten Abschnitt 62 auf, der die Stifte jeweils zur Einnahme einer um deren Längsachse vorbestimmten Drehposition zwingt. Andererseits sind die Stifte 60 mit einem entlang der Längsachse des Stifts 60 vom ersten Abschnitt 62 beabstandeten, zur Einnahme der zweiten Position entsprechend der vom Stift 60 eingenommenen Drehposition eingerichteten zweiten Abschnitt 64 ausgebildet.
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Gemäß dem in 1 abgebildeten Prinzip können die in der zweiten Position angeordneten Stifte 60 von in einem Sperrkörper 90 vorgesehenen Ausnehmungen 92 eingesetzt werden, sodass der Sperrkörper 90 im Bauraum des Zylinderkerns 40 aufgenommen wird und der Zylinderkern 40 im Zylindergehäuse 30 gedreht werden kann. Hierfür ist es erforderlich, dass der zweite Abschnitt 64 und die im Sperrkörper 90 vorgesehenen Ausnehmungen 92 zueinander derart passend ausgebildet sind, dass der Sperrkörper 90 eine Bewegung ausführen kann, die ein Schließen des Schließzylinders 20 ermöglicht.
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2 zeigt dieses anschaulich in einer geschnittenen Ansicht des Schließsystems aus 1. Insbesondere zeigt 2a eine Situation, in der der Schlüssel 70 nicht ganz vollständig in den Schlüsselkanal 50 des vom Zylindergehäuse 30 aufgenommenen Zylinderkerns 40 eingesetzt ist, die Drehbarkeit des Zylinderkerns 40 im Zylindergehäuse also durch den Sperrkörper 90 unterbunden ist. Speziell ist der Sperrkörper 90 in dieser ersten Position der Stifte 60 in einer gemeinsam vom Zylindergehäuse 30 und Zylinderkern 40 gebildeten Ausnehmung 100 aufgenommen, wobei der Sperrkörper 90 den Zylinderkern 40 mit dem Zylindergehäuse 30 formschlüssig verbindet und die Drehung des Zylinderkerns 40 verhindert.
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Ist der Schlüssel 70 vollständig im Zylinderkern 40 eingesetzt und sind alle Stifte 60 entsprechend der im Schlüssel 70 vorgesehenen Ausnehmungen 80 ausgerichtet, kann der Sperrkörper 90 - wie 2b zeigt - die zweiten Abschnitte 64 der Stifte 60 aufnehmend vollständig vom Zylinderkern 40 aufgenommen werden. Da somit die durch den Sperrkörper 90 vermittelte formschlüssige Verbindung von Zylindergehäuse 30 und Zylinderkern 40 aufgehoben ist, kann der vollständig in den Schließzylinder 20 eingesetzte Schlüssel 70 im Schließzylinder 20 gedreht werden - vgl. 2c.
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Der verwendete Schließmechanismus ist rudimentär in 3 dargestellt. Die Stifte 60, von denen nur ein Stift 60 dargestellt ist, weisen einen ersten Abschnitt 62 auf, der jeweils mit einer Ausnehmung 80 des Schlüssels 70 kooperierend ausgebildet ist. Insbesondere ist zu erkennen, dass der erste Abschnitt 62 nicht rotationssymmetrisch, sondern - wie auch das als Ausnehmung 80 im Schlüssel 70 ausgebildete Gegenstück - rotationsasymmetrisch ausgebildet ist. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, dass jeder Stift durch die Ausnehmung 80 im Schlüssel vorgegeben eine vorbestimmte Drehposition einnimmt, die dazu führt, dass auch der am Stift 60 vorgesehene zweite Abschnitt 64 in einer vorbestimmten zweiten Position zu liegen kommt. Dabei ist diese zweite Position so gewählt, dass der zweite Abschnitt 64 der Stifte 60 jeweils so ausgerichtet ist, dass dieser von einer im Sperrkörper 90 vorgesehen Ausnehmung 90 aufgenommen werden kann. Insbesondere ist der zweite Abschnitt 64 als an einer vorbestimmten Position des im Querschnitt ansonsten drehrund ausgebildeten zweiten Abschnitts 64 angeordneter Vorsprung in Form einer „Nase“ ausgebildet. Jedenfalls weist wenigstens ein Stift 60 eine Querschnittsgeometrie auf, die jedenfalls teilweise komplementär zu den Ausnehmungen 92 des Sperrkörpers 90 ausgebildet sind, sodass alle zweiten Abschnitte 64 der Stifte 60 vom Sperrkörper 90 aufgenommen werden können.
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So weisen die Stifte 60 - wie 4 zeigt - einen im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt auf, von dessen Umfang sich an einer Position in radialer Richtung der zweite Abschnitt 64 in Form eines Vorsprungs erstreckt. Dieser Vorsprung 64 findet sein Gegenstück in der Ausnehmung 92 des Sperrkörpers 90, wobei die Ausrichtung der Ausnehmung 92 des Sperrkörpers 90 auf die Ausrichtung des ersten Abschnitts 62 in der Ausnehmung 80 des Schlüssel 70 abgestimmt sein muss.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist in 5 dargestellt, wobei auf die Darstellung des Zylindergehäuses 30 verzichtet wurde. Wie zuvor ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Ausnehmungen 80 aufweisender Schlüssel 70 vorgesehen, der in den Schlüsselkanal 50 eines von einem (nicht dargestellten) Zylindergehäuse aufgenommenen Zylinderkerns 40 einsetzbar ist und der die Drehposition der Stifte 60 vorgibt. Dabei ist jedoch der Sperrkörper 90 nicht wie zuvor einteilig, sondern zweiteilig ausgebildet.
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Insbesondere ist in 6 zu erkennen, dass der gemäß dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ausgebildete Sperrkörper 90 aus einem Träger 94 besteht, in die Ausnehmungen 92 aufweisende Codierkörper 96 eingesetzt sind. Die Ausrichtung der in den Codierkörpern 96 vorgesehenen Ausnehmungen 92 kann durch einfaches Drehen der Codierkörper 96 in dem Träger 94 und anschließendes Fixieren, beispielsweise durch Verpressen beider Elemente miteinander, erfolgen.
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Als weitere Besonderheit des Ausführungsbeispiels weisen die Stifte 60 keinen sich radial über den Umriss des Stifts 60 erstreckenden zweiten Abschnitt 64, sondern einen in Form einer sich axial erstreckenden Kontur gebildeten zweiten Abschnitt 64' auf, der komplementär zu den Ausnehmungen 92 der Codierkörper 96 ausgebildet ist. Durch Drehung der Codierkörper 96 in dem Träger 96 kann die Drehposition der Ausnehmung 92 vorgegeben werden, wobei diese jeweils auf die Geometrie des ersten Abschnitts 62 im Zusammenspiel mit der im Schlüssel 70 vorgesehenen Ausnehmung 80 abzustimmen ist.
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Diese Ausgestaltung ermöglicht einen besonders einfachen und bei der industriellen Fertigung vorteilhaften Aufbau, da ein modularer Aufbau ermöglicht ist, der für eine Vielzahl von Schließvarianten verwendet werden kann.
