DE19755715A1 - Chipkartenleser - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Chipkartenleser, wie er zum Kontaktieren von sogenannten Chip- oder SIM-Karten (Smart-Cards oder Karten) eingesetzt wird.

Chipkartenleser sind in vielfacher Ausgestaltung bereits bekannt und unterschiedliche Befestigungsverfahren wurden entwickelt, um die Kontaktelemente eines Chipkartenlesers am Chipkartenleser bzw. dessen Kontaktträger zu befesti­ gen. Häufig werden die Kontaktelemente bei der Herstel­ lung des üblicherweise aus Kunststoff bestehenden Kon­ taktträgers des Chipkartenlesers miteingespritzt und so befestigt. Beispielsweise aus der DE-38 32 588 A1 ist es auch bekannt, die Kontaktelemente am Kontaktträger durch Verrasten zu befestigen.

Kartenleser werden häufig mit Einlötkontakten ausgebil­ det, wobei im allgemeinen sowohl bei im Kontaktträger eingespritzten Kontaktelementen (vgl. Fig. 9), wie auch von der Lötseite her in den Kontaktträger eingesetzten Kontaktelementen (vgl. Fig. 10) Probleme auftreten. Was die eingespritzten Kontaktelemente anlangt, so ergibt sich eine gute mechanische Festigkeit der Lötanschlüsse, wobei aber für die automatische Fertigung größerer Stück­ zahlen Kostennachteile entstehen. Werden, wie in Fig. 10 gezeigt, die Kontaktelemente von unten her in den Kon­ taktträger eingesetzt, so kann eine Zugbelastung der Lötanschlüsse zu einer Zerstörung der Kontakte führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Chipkar­ tenleser bzw. einen Kontaktsatz sowie Kontaktelemente da­ für derart vorzusehen, daß eine automatische Bestückung ohne weiteres möglich ist, wobei die Kontaktelemente nach dem Einsetzen in den Chipkartenleser bzw. dessen Kontakt­ träger eine der mechanischen Festigkeit von umspritzten Kontakten entsprechende Festigkeit aufweisen, darüber hinaus aber die Wirtschaftlichkeit von durch Montage ein­ gesetzten Kontaktelementen erreicht wird. Die Erfindung hat sich ferner die Aufgabe gestellt, ein Kontaktelement vorzusehen, welches zur Montage durch Einrasten ausgebil­ det ist und die genannten Vorteile zeigt.

Zur Lösung der genannten Aufgabe sieht die Erfindung ins­ besondere die in den Ansprüchen genannten Maßnahmen vor. Im Einzelnen werden die Kontaktelemente vorzugsweise von der einen oder aber von beiden Schmalseiten eines Kon­ taktträgers des Chipkartenlesers her parallel zur Karten­ ebene bzw. zur Leiterplattenebene eingesetzt und verra­ stet. Vorzugsweise wird daher der Einschubweg der Kontak­ telemente durch Anschlagmittel, vorzugsweise eine An­ schlagschulter am Kontaktträger und insbesondere eine entsprechende Gegenanschlagschulter am Kontaktelement, begrenzt. Dadurch wird die End- oder Rastposition eines Kontaktelements genau definiert. Erfindungsgemäß ist zur Verhinderung einer Demontage des Kontaktelements ein Ge­ genrastelement, insbesondere in der Form einer Federzunge am Kontaktelement ausgebildet, welches mit einem Rastele­ ment, insbesondere einem Anschlagteil gebildet vom Kon­ takträger, zusammenarbeitet.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung ei­ nes Chipkartenlesers erfolgt die Montage der Kontaktele­ mente in einer Richtung parallel zur Kartenebene, vor­ zugsweise in Kartensteckrichtung.

Die Bewegung der Kontaktelemente wird vorzugsweise durch einen Längsanschlag sowie Rastung der Kontaktelemente be­ wirkt. Der Längsanschlag positioniert das Kontaktelement lagerichtig in Montagerichtung.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Kontaktelemente und der Kontaktträger des Chipkarten­ lesers derart ausgebildet, daß ein vormontierter Deckel am Kontaktträger angebracht werden kann, in dem einen Endlagenschalter bildende Schalt- Kontaktelemente in der erfindungsgemäßen Art und Weise eingesetzt werden. Dies reduziert die Beschädigungsmöglichkeit von Kontakt- bzw. Rastelementen an Kunststoffteilen, da die Transportwege verkürzt werden.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Oberseite eines Chip­ kartenlesers bei entferntem Deckel;

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des linken mitt­ leren Teils der Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt in etwa Längslinie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine Teilansicht des Chipkartenlesers der Fig. 3 aus Richtung des Pfeiles A;

Fig. 5 ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Kontakte­ lement in einer Schnittdarstellung gemäß Linie 6-6 in Fig. 6;

Fig. 6 eine Draufsicht auf das Kontaktelement gemäß Fig. 5 zusammen mit weiteren Kontaktelementen, die vor und während der Montage miteinander in Verbindung stehen;

Fig. 7 eine vergrößerte schematisierte Ansicht einer Einzelheit eines Einführungsbereichs für ein Kontaktelement in den Kontaktträger;

Fig. 8 eine vergrößerte Teildraufsicht in Richtung des Pfeils B in Fig. 7;

Fig. 9 ein Beispiel des Standes der Technik;

Fig. 10 ein weiteres Beispiel des Standes der Technik.

Zunächst sei anhand der Fig. 1-8 ein Ausführungsbei­ spiel der Erfindung erläutert. Die Fig. 9 und 10 be­ ziehen sich auf den bereits in der Beschreibungseinlei­ tung genannten Stand der Technik.

Fig. 1 zeigt einen Chipkartenleser 10, dessen vorzugswei­ se als Rahmen ausgebildeter Kontaktträger 11 in Fig. 1 in Draufsicht auf seine Oberseite 12 dargestellt ist. Die Oberseite 12 weist eine Kartenauflagefläche 13 auf, die von Seitenführungskanten 14 und Anschlagkanten 15 für die Chipkarte 9 begrenzt ist. Die Chipkarte 9 ist teilweise eingeschoben dargestellt, wobei die Einsteckrichtung mit C bezeichnet ist. Üblicherweise ist am Kontaktträger 11 ein die Kartenauflagefläche 13 abdeckender, einen Karten­ schacht bildender, in Fig. 1 aber nicht gezeigter Deckel vorgesehen. Der Deckel dient als Gegenlager für die Karte 9, so daß diese mit ihren Kartenkontakten in Kontaktbe­ rührung mit Kontaktelementen 21 gehalten werden kann. Die Kontaktelemente 21 werden in großen Stückzahlen in der Form eines aus vielen Kontaktelementen bestehenden Me­ tallstreifens hergestellt, wobei die einzelnen Kontakte­ lemente 21 nach der Herstellung noch durch einen Stanz­ streifen 18 verbunden sind, der auch vorzugsweise während der Montage für die Anzahl der zu montierenden Kontakte­ lemente 21 in Verbindung mit den Kontaktelementen beibe­ halten wird und erst nach der Montage der Kontaktelemente im Kontaktträger 11 entfernt wird.

In Fig. 1 sieht man zwei Kontaktfederzonen 16 und 17, wo­ bei sich die langgestreckten Kontaktfedern 21 jeweils in Gruppen von vier Kontaktelementen 21 von den Längsseiten des Kontaktträgers 11 her aufeinander zu nach innen er­ strecken.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Einzelheit der Fig. 1 bei bereits entferntem Stanzstreifen 18 sowie umgebogenen An­ schlußabschnitten 22 (vgl. auch Fig. 5) der Kontaktele­ mente 21. In Fig. 2 wie auch in den noch zu beschreiben­ den Fig. 3 und 4 sind die Kontaktelemente 21 in ihre Rastposition eingesetzt und die Anschlußabschnitte 22 (Fig. 3 und 4) ragen von der Unterseite 19 des Kontakt­ trägers 11 weg beispielsweise zu einer nicht gezeigten Leiterplatte hin.

In Fig. 2 erkennt man im einzelnen die Kartenauflageflä­ che 13 des Kontaktträgerrahmens 11, wobei mehrere paral­ lel angeordnete, jeweils Kontaktelemente 21 aufnehmende Öffnungen oder Schlitze 20 im Kontaktträger 11 ausgebil­ det sind.

In den Fig. 2, 3, 5 und 6 sieht man, daß jedes Kontakte­ lement 21 neben dem Anschlußabschnitt 22, einen (verbreiterten) Befestigungsabschnitt 23, einen Verbin­ dungsabschnitt 24 sowie einen Anlageabschnitt 25 auf­ weist, wobei ferner noch zusätzlich zu einem Kontaktkup­ penabschnitt 27 eine Rastzunge 26 im Bereich des Befesti­ gungsabschnitts 23 ausgebildet ist. Die Rastzunge 26 ist, wie in Fig. 6 gezeigt, vorzugsweise aus dem verbreiterten Befestigungsabschnitt 23 derart herausgestanzt, daß ent­ gegen der Einsteckrichtung A (Fig. 3) eine Anschlagfläche 260 (Fig. 5) gebildet wird. Die Rastzunge 26 ist aus der Ebene des Befestigungsabschnitts 23, wie in Fig. 5 ge­ zeigt, nach unten herausgebogen und wirkt als ein Feder­ arm.

Der Verbindungsabschnitt 24 ist gegenüber dem in etwa parallel zur Kartenauflagefläche 13 verlaufenden Befesti­ gungsabschnitt 23 etwas (vgl. Fig. 5) federnd nach oben gebogen, so daß ein Winkel α <180° gebildet wird. Je nach Wahl des Winkels α liegt das insbesondere als Kontaktfe­ der ausgebildete Kontaktelement 21 mit seinem Anlageab­ schnitt 25 vorzugsweise mit einer mehr oder weniger gro­ ßen Vorspannung an einer Anlagefläche 51 eines Stegs 50 des Kontaktträgers 11 an. Der Anschlußabschnitt 22 weist einen abgewinkelten Anschlußstift 221 (Fig. 3, 4 und 5) auf.

Wie man im einzelnen in den Fig. 2 und 4 erkennt, hat (wie bereits angedeutet) das Kontaktelement 21 im Bereich seines Befestigungsabschnitts 23 eine breitere Gestalt verglichen mit dem vorzugsweise als Lötanschluß ausgebil­ deten Ende d. h. dem Anschlußstift 221 des Anschlußab­ schnitts 22 und auch verglichen mit dem Verbindungsab­ schnitt 24. Dadurch wird am Übergang vom Befestigungsab­ schnitt 23 zum Verbindungsabschnitt 24 vorzugsweise beid­ seitig am Kontaktelement 21 (vgl. Fig. 6) jeweils eine Anschlagfläche 28 und eine Anschlagfläche 29 gebildet. Im übrigen verjüngt sich der Verbindungsabschnitt 24 ausge­ hend von den Anschlagflächen 28, 29 zum Kontaktkuppenab­ schnitt 27 hin. Durch diese Ausgestaltung des Kontaktele­ ments 21 ergibt sich eine gleichmäßige Spannungsvertei­ lung in dem Kontaktelement, was die Kontaktkraft über die Lebensdauer gewährleistet.

Unter Bezugnahme insbesondere auf die Fig. 2 bis 4 sei nunmehr auf erfindungsgemäße Ausgestaltungen des Kontakt­ trägers 11 eingegangen, der mehrere (vgl. Fig. 2) Kon­ taktkammern 30 aufweist, von denen eine in Fig. 3 im Schnitt dargestellt ist. In diese Kammern 30 werden die Kontaktelemente 21 parallel zur Kartenauflagefläche 13 in Richtung des Pfeiles A in Fig. 3 eingeschoben und verra­ stet. In Fig. 4 schaut man aus Richtung des Pfeiles A in Fig. 3 auf vier derartige Kammern 30. Gemäß Fig. 2 und 3 weist jede Kammer 30 einen Anschlußbereich 31, einen Be­ festigungsbereich 32, einen die bereits erwähnte Öffnung 20 aufweisenden Öffnungsbereich 33 und einen Anschlagbe­ reich 34 auf. In jedem Befestigungsbereich 32 (vgl. Fig. 3) weist der Rahmen 11 zwei eine Öffnung 42 definierende Stegteile 40, 41 auf. Die Öffnung 42 bildet einen An­ schlagteil 43 hinter dem, wie in Fig. 3 gezeigt, die Rastzunge 26 dadurch verrasten kann, daß ihre Anschlag­ fläche 260 (Fig. 5) mit dem Anschlagteil 43 in Eingriff kommt. Dies tritt dann ein, wenn die Anschlagflächen 28, 29 (Fig. 6) des Befestigungsabschnitts 23 gegen entspre­ chende Anschlagflächen 44 (Fig. 2) des Kontaktträgers 11 insbesondere von dessen Stegteil 41 stoßen. Vgl. auch Fig. 8.

Wie erwähnt, zeigt die Fig. 4 und auch die Fig. 7 den Kontaktträger 11 aus der Richtung des Pfeiles A in Fig. 3. Man erkennt hier die vom Kontaktträger 11 gebildeten Einführschrägen 130, die das Einsetzen des Kontaktele­ ments 21 in Richtung des Pfeiles A erleichtern, und zwar in die Kammer 30 hinein. Man sieht in diesen Figuren ins­ besondere, wie die Verbreiterungsabschnitte 60 des Befe­ stigungsabschnitts 23 in beidseitig in jeder Kammer 30 ausgebildete Schlitze 61, 62 hineinragen und so eine Füh­ rung beim Einsetzen eines Kontaktelements 21 und eine Halterung beim Erreichen der Rastposition des Kontaktele­ ments 21 bewirken. Diese Anordnung verhindert außerdem das Verdrehen der Kontaktelemente über einen zulässigen Be­ reich hinaus. Vgl. auch Fig. 7. In Fig. 4 sind noch die Kammerwände mit 63 und 64 bezeichnet.

In Fig. 7 erkennt man noch die Öffnung 42 sowie die mit der Öffnung 42 verrastete Rastzunge 26. Jeder Verbreite­ rungsabschnitt 60 hat (vgl. Fig. 8) parallele Führungs­ kanten 602, 807, die in Zusammenarbeit mit den Seitenwän­ den 161, 162 (Fig. 2) der Schlitze 61, 62 die Kontaktele­ mente 21 halten.

Bei dem gemäß der Erfindung vorgesehenen Verfahren zur Herstellung eines Chipkartenlesers 10 wird wie folgt vor­ gegangen. In die Kammern 30 werden die Kontaktelemente, vorzugsweise Kontaktfedern 21, parallel zur Kartenein­ schubrichtung oder parallel zur Kartenauflagefläche 13 eingeschoben, um eine definierte Endposition zu erreichen und dort zu verrasten. Zu diesem Zweck sind am Rahmen 11 Rastmittel und an den Kontaktelementen 21 sind Gegenrast­ mittel vorgesehen, die beim Erreichen der Endstellung in Eingriff kommen. Dadurch, daß die Kontaktelemente 21 von der Längsseite her in den Kontaktträger 11 bzw. dessen Kammern 30 eingeschoben werden, ist für eine sichere Be­ festigung der Kontaktelemente 21 im Kontaktträger Sorge getragen, insbesondere auch dann, wenn der Anschlußab­ schnitt 22 des Kontaktelements 21 gegenüber dem Befesti­ gungsabschnitt 23 um vorzugsweise 90° abgebogen ist, um mit dem Anschlußstift 221 auf die gedruckte Schaltungs­ platte hinzuweisen.

Claims (3)

1. Kontaktträger (11) für einen Chipkartenleser (10), wobei der vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Kontaktträger eine Kartenauflagefläche (13) defi­ niert und mehrere Kammern (30) aufweist, in denen jeweils ein Kontaktelement (21), vorzugsweise eine Kontaktfeder (21), durch Einrasten in einer Rast­ stellung befestigt ist, wobei die Kontaktelemente (21) in einer Richtung parallel zur Kartenauflage­ fläche (13) in die Kammern (30) einsetzbar sind und den Einschubweg des Kontaktelements definierende und begrenzende Anlageflächen (28, 29; 44) am Kontakte­ lement (21) und Kontaktträger (11) derart vorgesehen sind, daß kurz vor Erreichen des Endes des Einschub­ weges eine am Kontaktelement (21) ausgebildete Rast­ zunge (26) in eine vom Kontaktträger (11) gebildete Rastöffnung springt und so das Kontaktelement (21) gegen Demontage sichert.

2. Verfahren zur Herstellung eines Chipkartenlesers mit in einem Kontaktträger (11) durch Einrasten in einer Raststellung befestigten Kontaktelementen (21), die in zwei benachbarten Kontaktfederzonen angeordnet sind, wobei am Rahmen Rastmittel und an den Kontak­ telementen Gegenrastmittel vorgesehen sind, die bei Erreichen der Raststellung in Eingriff stehen, wobei die Kontaktelemente von der Seite des Kontaktträgers her in etwa in einer zur Kartenauflagefläche paral­ lelen Richtung eingesetzt werden.

3. Kontaktelement, bei dem ein Anschlußabschnitt (22), ein Befestigungsabschnitt (23), ein Verbindungsab­ schnitt (24), ein Anlageabschnitt (25), ein Kontakt­ kuppenabschnitt (27) sowie eine im Bereich des Befe­ stigungsabschnitts (23) ausgebildete Rastzunge (27) vorgesehen ist, wobei der Befestigungsabschnitt fer­ ner Anschlagflächen (28, 29) bildet, die zum An­ schlag an entsprechenden Gegenanschlagflächen geeig­ net sind, und wobei die Rastzunge (26) aus dem Befe­ stigungsabschnitt (23) herausgestanzt und aus der vom Befestigungsabschnitt (23) gebildeten Ebene her­ ausgebogen ist, und zwar in einer Richtung entgegen­ gesetzt zu der Richtung, mit der der Verbindungsab­ schnitt (24) gegenüber der durch die Befestigungs­ öffnung (23) gebildeten Ebene gebogen ist.