Les principaux composants du modèle à goupilles sont une série de petites goupilles de longueur variable. Les goupilles sont divisées en paires. Chaque paire repose dans un arbre traversant le bouchon central du cylindre et dans le logement autour du bouchon. Des ressorts au sommet des arbres maintiennent les paires de goupilles en position dans le bouchon.
Lorsqu’aucune clé n’est insérée, la goupille inférieure de chaque paire est complètement à l’intérieur du bouchon, tandis que la goupille supérieure est à mi-chemin dans le bouchon et à mi-chemin dans le boîtier. La position des goupilles supérieures empêche la fiche de tourner — les goupilles lient la fiche au boîtier.
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Lorsque vous insérez une clé, la série d’encoches de la clé pousse les paires de goupilles vers le haut à différents niveaux. Une clé incorrecte poussera les broches de sorte que la plupart des broches supérieures soient encore en partie dans la fiche et en partie dans le boîtier. La clé correcte poussera chaque paire de goupilles vers le haut juste assez pour que le point où les deux goupilles se rejoignent s’aligne parfaitement avec l’espace où le cylindre et le logement se rejoignent — ce point est appelé la ligne de cisaillement.
« Certaines serrures sont conçues pour fonctionner avec deux clés différentes. La clé de rechange n’ouvrira que cette serrure spécifique, tandis que la clé maîtresse ouvrira cette serrure et plusieurs autres dans un groupe. Dans ces serrures, quelques paires de goupilles sont séparées par une troisième goupille. Cette troisième goupille est appelée galette maîtresse ou entretoise.
Lorsque trois goupilles sont combinées dans un arbre, il y a deux façons de positionner les goupilles pour qu’elles ouvrent la serrure. La clé de changement pourrait soulever les goupilles de sorte que la ligne de cisaillement soit juste au-dessus du haut de la galette maîtresse, tandis que la clé maîtresse pourrait soulever les goupilles de sorte que la ligne de cisaillement soit au bas de la galette maîtresse. Dans les deux cas, il y a un espace au niveau de la ligne de cisaillement et la clé est capable de tourner.
Dans cette conception de serrure, la goupille la plus basse est de la même longueur dans chaque serrure du groupe, mais la galette maîtresse varie en longueur. Cela permet à la personne qui possède la clé maîtresse d’accéder à n’importe quelle serrure du groupe, alors que celle qui possède une clé de rechange ne peut ouvrir que sa propre serrure.