DE29510948U1 - Kontaktfeld für eine Kontaktiereinheit - Google Patents

Description

STENGER, WATZKE & RING Kaiser-Friecirich-Ring 7O

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Patentanwälte ■ ·—* *"

DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

DIPL.-ING. HEINZ J. RING

ac &lgr;&lgr;&lgr;&lgr; DIPL.-ING. ULRICH CHRISTOPHERSEN

Unser Zeichen· ^{95 060}° DIPL.-ING. MICHAEL RAUSCH

DIPL.-ING. WOLFGANG BRINGMANN

Stocko Metallwarenfabriken Patentanwälte .

Henkels und Sohn GmbH & Co. ' european patent attorneys

Kirchhofstraße 52 42327 Wuppertal

Datum 5. Juli 1995

Kontaktfeld für eine Kontaktiereinheit

Die Erfindung betrifft ein Kontaktfeld für eine Kontaktiereinheit für insbesondere kartenförmige Trägerelemente elektronischer Baugruppen, welches eine vorgegebene Anzahl von in vorgegebenen Positionen angeordneten Kontaktelementen aufweist.

Insbesondere im Bereich der Computertechnologie werden elektronische Baugruppen vorzugsweise auf kartenförmigen Trägerelementen angeordnet. Diese Trägereiemente weisen Kontaktbereiche auf und sind in Kontaktiereinheiten einschiebbar, wo sie elektrisch konktaktiert und in den Datenkreislauf integriert werden. Es sind kartenförmige Trägereiemente nach der sogenannten PCMCIA-Norm bekannt, wobei es sich um Karten handelt, die ein normgemäßes matrixartiges Anschlußkontaktfeld aufweisen und unterschiedlichste IC-Schaltkreise aufnehmen können. Derartige Karten können Speichererweiterungskarten, Laufwerkskarten, Modemkarten und dergleichen sein. Sie lassen sich in Kontaktiereinheiten mit einer entsprechenden Stiftmatrix kontaktieren, wozu sie in den Einschubschlitz beispielsweise eines Computers eingeschoben werden. Auch sind sogenannte Chip-Karten bekannt, wie sie derzeit beispielsweise als Telefonkarten und dergleichen Verwendung finden. Diese weisen flächig angeordnete Kontaktfelder für die Kontaktierung eines Chips auf und werden ebenfalls in insbesondere als Leseeinheit ausgebildete Kontaktiereinheit eingeschoben. In neuester Zeit ist auch die Kombination bekannter Kartensysteme bekannt, wobei beispielsweise gleichzeitig eine PCMCIA- und eine Chip-Karte in eine entsprechende Kontaktiereinheit eingeschoben werden.

Insbesondere bei den Chipkarten sind die Kontaktfelder international standardisiert, beispielsweise nach ISO 7816-1 : 1987. Die nach dieser Norm oder einem sonstigen Standard aufgebauten trägerelementseitigen Kontaktfelder weisen eine definierte Anzahl von Kontaktelementen auf, die in relativ zu vorgegebenen Seitenkanten des Trägereiements identifizierten Positionen angeordnet sind und vorgegebene Ausmaße aufweisen. Auf Seiten der Kontaktiereinheit wird folglich ein entsprechendes Kontaktfeld ausgebildet, um eine elektronische Integration der trägerelementseitigen Bauteile zu ermöglichen.

Es sind eine Vielzahl von Anwendungen denkbar, die es wünschenswert machen, die trägerelementseitigen Kontaktfelder mit unterschiedlichen Kontaktelementen auf seiten der Kontaktiereinheit verbinden zu können. Dies entweder, um durch Redundanz eine erhöhte Kontaktsicherheit zu erzeugen, oder, um zusätzliche Funktionen realisieren zu können. Eine technische Lösung für eine derartige Aufgabenstellung ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt.

Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe

zugrunde, ein Kontaktfeld für eine Kontaktiereinheit für insbesondere kartenförmige Trägereiemente elektronischer Baugruppen der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß einzelne trägerelementseitige Kontakte mit mehr als einem Kontaktelement auf Seiten der Kontaktiereinheit verbindbar sind.

Zur technischen Lösung dieser Aufgabe wird ein gattungsgemäßes Kontaktfeld dadurch verbessert, daß wenigstens in einer Kontaktelementposition wenigstens zwei separat beschaltbare Kontaktelemente angeordnet sind.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es möglich, ein trägerelementseitiges Kontaktfeld gleichzeitig mit wenigstens zwei Kontakten auf seiten der Kontaktiereinheit zu verbinden, die jeweils für sich separat beschaltbar sind. Hierdurch werden die Anwendungs- und Funktionsmöglichkeiten erheblich verbessert und gesteigert. Der zweite Kontakt, der gleichzeitig zum Einsatz gebracht werden kann, ermöglicht

beispielsweise die exakte Ermittlung der Leseposition, so daß der Bearbeitungsbeginn und das Bearbeitungsende unter optimaler Ausnutzung des dazwischenliegenden Bearbeitungszeitraumes exakt erfaßbar werden. Darüber hinaus können Falschkontaktierungen leicht erfaßt und somit ausgeschlossen werden. Schließlich können beliebige Sicherheitsfunktionen durch den zusätzlichen Kontakt realisiert werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das wenigstens eine Kontaktelement in wenigstens zwei separat beschaltbare Kontaktbereiche aufgeteilt. Alternativ ist es auch möglich, das wenigstens eine Kontaktelement durch wenigstens zwei separat beschaltbare Elemente zu ersetzen.

In vorteilhafter Weise wird vorgeschlagen, daß die separat beschaitbaren Kontaktbereiche in einer Richtung hintereinanderiiegend angeordnet sind. Dies kann beispielsweise die Einführrichtung für das Trägerelement sein, so daß hier eine Bearbeitungszeitraumoptimierung ermöglicht wird.

Die Kontakteiemente sind in vorteilhafter Weise in Kontaktierrichtung elastisch vorgespannt. Es kann sich beispielsweise um Federelemente handeln. Hier können in an sich bekannter Weise blattfederartige Elemente verwendet werden.

Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, die separat beschaitbaren Kontaktelemente von verschiedenen Richtungen zur Kontaktelementposition zu führen. Diese Maßnahme erleichtert das Beschälten der einzelnen Kontakteiementbereiche. Die separat beschaitbaren Kontaktelemente sind mit dem gleichen Kontaktgegenelement des Trägerelementes kontaktierbar. Somit können verschiedene Anwendungen und/oder Funktionen über die gleiche Kontaktstelle infolge unterschiedlicher Beschaltungsmöglichkeiten realisiert werden. Die einzelnen Kontaktelementbereiche können das jeweilige Kontaktgegenelement des Trägerelementes gleichzeitig oder zu unterschiedlichen Zeiten kontaktieren.

Mit besonderem Vorteil wird vorgeschlagen, daß das Kontaktfeld als separate Baugruppe ausgebildet ist. Eine derartige separate Baugruppe weist Anschlußfahnen zu jedem der Kontaktelemente auf, so daß sie leicht mit den

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entsprechenden Schaltkreisen der Kontaktiereinheit verbindbar sind. Die Baugruppe ist auf der Kontaktiereinheit befestigbar.

Mit der Erfindung wird ein neuartiges Kontaktfeld, welches als separate Baugruppe ausführbar ist, bereitgestellt, welches die Anwendungs- und Funktionsmögiichkeiten erheblich verbessert. Durch die Möglichkeit, das Kontaktfeld als separate Baugruppe auszugestalten, werden die Produktionsabläufe erheblich vereinfacht. Das Kontaktfeld kann je nach Anforderungen ausgebildet und über entsprechende Anschlußleisten mit der Kontaktiereinheit verbunden werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer Kontaktfeldes;

Figur 2 eine schematische Darstellung eines Kontaktfeldes in Funktionsstellung;

Figur 3 eine Darstellung einer Trägerkarte;
Figur 4 eine Darstellung einer Leseeinheit;
Figur 5 eine Darstellung eines Kontaktfeldes gemäß Figur 1;

Figur 6 eine schematische Darstellung der funktional zusammenwirkenden Trägerkarte, Leseeinheit und Kontaktfeld-Baugruppe und

Figur 7 eine Darstellung gemäß Figur 6 von der Seite.

Das in Figur 1 gezeigte Ausführungsbeispiel für ein Kontaktfeld 1 besteht aus einer Baugruppe 2, die aus einem Trägerelement 3 gebildet ist, welches im wesentlichen plattenförmig ist und Ausnehmungen 4, 5 aufweist. Zu den Ausnehmungen hin führen Leiterbahnen, die an einem freien Ende des Trägerelementes 3 in freistehende Kontaktfahnen münden, die zur Verbindung mit äußeren Schaltkreisen kontaktierbar sind. Hier bietet sich beispielsweise

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das sogenannte SMD-Verfahren an. In den jeweiligen Ausnehmungen 4, 5 sind blattfederartige Kontaktfedern angeordnet und mit den Leiterbahnen in Verbindung. An den freien Enden der Kontaktfedern 8 sind jeweils Kontaktnoppen 9 ausgebildet.

Die Kontaktfedern 8, die Leiterbahnen 6 und, am anderen freien Ende die Kontaktfahnen 7 können einteilig ausgebildet und am Trägerelement 3 angeordnet sein. Dies erfolgt durch Aufbringen, Eingießen" oder dergleichen.

An den anderen freien Kanten des Trägerelements 3 sind Befestigungsstege 10 ausgebildet, um das Trägerelement 3 in eine entsprechende Ausnehmung einer Leseeinheit einsetzen zu können. Über die Kontaktfahnen erfolgt dann die Beschaitung. Auch im Bereich der Befestigungsstege 10 können elektrische Anschlüsse vorgesehen sein, beispielsweise zur Erdung u.s.w.

Die in Figur 2 gezeigte Darstellung, die eine teilgeschnittene Darstellung der Baugruppe 2 in funktionaler Zusammenwirkung mit einer Trägerkarte 11 zeigt, offenbart den Schnitt der Baugruppe 2 bzw. des Trägerelements 3 im Bereich der Ausnehmungen 4, 5.

Die Trägerkarte 11, beispielsweise eine sogenannte Chip-Karte, weist Kontaktbereiche 12 auf, die in vorgegebener Anzahl und Positionierung auf der Trägerkarte 11 angeordnet sind. Die in eine Leseeinheit eingesetzte Baugruppe 2 stellt jedem der Kontaktbereiche 12 einen Kontaktnoppen 9 gegenüber. In der Ausnehmung 5, die gegenüber den Ausnehmungen 4 vergrößert ausgebildet ist, sind jedoch zwei Kontaktnoppen am Ende von jeweils einer Kontaktfeder positioniert, so daß der entsprechende Kontaktbereich 12 der Trägerkarte 11 gleichzeitig mit zwei Kontakten 9 auf Seiten der Leseeinheit in Verbindung gebracht wird. Da die im Bereich der Ausnehmung 5 angeordneten zwei Kontaktnoppen 9 jeweils für sich separat beschaltbar sind, können hier Funktions- und/oder Anwendungserweiterungen erfolgen.

Figur 3 zeigt eine Trägerkarte 11, beispielsweise eine sogenannte Chip-Karte, in Draufsicht. Die Kontaktbereiche 12 bilden eine Kontaktmatrix und sind tragerkartenseitig mit den Anschlüssen eines Chips verbunden.

Die in Figur 4 gezeigte Leseeinheit 13 weist ein Anschlußfeld 14 auf, mit welchem diese beispielsweise mit einem Computer verbindbar ist. Sie weist in einer entsprechenden Position einen Aufnahmebereich 15 auf, im gezeigten Ausführungsbeispiei in Form einer Ausnehmung, an deren entsprechenden Rändern Anschlußbereiche 16 ausgebildet sind. Die in Figur 5 gezeigte Baugruppe 2 für das Kontaktfeld 1 läßt sich somit in den Aufnahmebereich 15 der Leseeinheit einsetzen. Die Kontaktfahnen 7 sind mit den Anschlußbereichen 16 kontaktierbar, ebenso wie der Befestigungssteg 10, der den Erdungskontakt aufweist. An den anderen beiden Seitenkanten sind Stege ausgebildet, um zu vermeiden, daß die Baugruppe 2 falsch an der Leseeinheit 13 befestigt werden kann. So sind auf der einen Seite zwei in großem Abstand zueinanderläegende kurze Stege ausgebildet, auf der gegenüberliegenden Seite ein in der Mitte liegender, längerer Steg. Das falsche Einsetzen der Baugruppe 2 in die Leseeinheit 13 wird somit vermieden.

In Figur 6 ist das Zusammenwirken der beschriebenen Bauteile zu sehen. Die Leseeinheit 13 ist mit ihrem Anschlußfeld 14 mit dem Anschlußfeld 17 beispielsweise eines Computers in Verbindung. Die Baugruppe 2 ist in die Leseeinheit 13 eingesetzt und über die Lötfahnen und den Befestigungssteg 10 mit den jeweils dafür vorgesehen Anschlußbereichen elektrisch in Verbindung. Die Trägerkarte 11 ist in die Leseeinheit 13 eingeschoben, so daß die Kontaktbereiche 12, die trägerkartenseitig mit einem Chip in Verbindung sind, jeweils in Berührung mit den Kontaktnoppen der Baugruppe 2 sind. Dadurch, daß einer der Kontaktbereiche gleichzeitig mit zwei Kontaktnoppen in Verbindung steht, wird die erfindungsgemäße Funktionserweiterung ermöglicht. Dadurch, daß die beiden Kontaktnoppen 9 in der Aussparung 5 so hintereinander liegen, daß sie in einer Linie mit der Trägerkartenvorschubrichtung liegen, kann die richtige Trägerkartenposition ermittelt werden. Auch wird der Zugriffszeitpunkt optimiert.

Figur 7 zeigt die in Figur 6 beschriebene Anordnung von der Seite und macht die Optimierung des Zugriffzeitpunktes deutlich. Die Kontaktstrecke wird durch die Hintereinanderanordnung der beiden Kontaktnoppen 9 in der Ausnehmung 5 verlängert.

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Wie in Figur 1 dargestellt, wird eine der beiden Kontaktfedern seitlich an der jeweils anderen vorbei und um dieser herumgeführt. Diese Anordnung ist selbstverständlich variabel.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel dient nur der Erläuterung und ist für die vorliegende Erfindung nicht beschränkend.

Bezugszeichenliste:

1	Kontaktfeld
2	Baugruppe
3	Trägerelement
4	Ausnehmungen
5	Ausnehmungen
6	Leiterbahnen
7	Kontaktfahnen
8	Kontaktfedern
9	Kontaktnoppen
10	Befestigungssteg
11	Trägerkarte
12	Kontaktbereich
13	Leseeinheit
14	Anschlußfeld
15	Aufnahmebereich
16	Anschlußbereich
17	Anschlußfeld

Claims (11)

Ansprüche:

1. Kontaktfeld für eine Kontaktiereinheit für insbesondere kartenförmige Trägerelemente elektronischer Baugruppen, welches eine vorgegebene Anzahl von in vorgegebenen Positionen angeordneten Kontaktelementen aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß

wenigstens in einer Kontaktelementposition wenigstens zwei separat beschaltbare Kontaktelemente angeordnet sind.

2. Kontaktfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Kontaktelement in wenigstens zwei separat beschaltbare Kontaktbereiche aufgeteilt ist.

3. Kontaktfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei Kontaktbereiche in einer Richtung hintereinanderliegend angeordnet sind.

4. Kontaktfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteiemente in Kontaktierrichtung elastisch vorgespannt sind.

5. Kontaktfeld nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente Federelemente sind.

6. Kontaktfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die separat beschaltbaren Kontaktbereiche von verschiedenen Richtungen zur Kontaktelementposition geführt sind.

7. Kontaktfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei separat beschaltbaren Kontaktbereiche mit einem gleichen Kontaktgegenelement des Trägerelementes kontaktierbar sind.

8. Kontaktfeld nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierung gleichzeitig erfolgt.

9. Kontaktfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieses als separate Baugruppe ausgebildet ist.

10. Kontaktfeld nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppe mit Anschiußfahnen versehen ist, die jeweils mit einem der Kontaktelemente verbunden sind.

11. Kontaktfeld nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppe auf einer Kontaktiereinheit befestigbar ist.

R/RS/wr