DE69520973T2

DE69520973T2 - Gehäuse für Chipkartenleser

Info

Publication number: DE69520973T2
Application number: DE69520973T
Authority: DE
Inventors: Michel Pernet
Original assignee: Framatome Connectors International SAS
Current assignee: FCI SA
Priority date: 1994-03-21
Filing date: 1995-02-27
Publication date: 2001-09-06
Anticipated expiration: 2015-02-28
Also published as: AU1481695A; FR2717625B1; DE69520973D1; EP0675456B1; FR2717625A1; US5670769A; JPH0850638A; ES2156596T3; EP0675456A1; AU702700B2

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Gehäuse für einen Chipkartenleser mit einem Gehäusekörper, einer mit dem Gehäusekörper fest verbundenen elektronischen Schaltung, einer Vorrichtung zum Führen und Halten der Karte und einem Verbinder mit elastischen Lamellen, die eine elektrische Verbindung zwischen leitfähigen Elementen der Karte und der elektronischen Schaltung sicherstellen.
Solche Kartenleser-Gehäuse können insbesondere für so genannte "freihändige Zahlungs"-Anlagen verwendet werden. Diese Produkte enthalten eine elektronische Infrarot- oder Hochfrequenz-Vorrichtung zum Datenaustausch über Distanz, eine austauschbare Chipkarte, die die Identifizierung des Trägers ermöglicht oder zum monetären Aufladen dient, wobei die Größe des Ganzen nur etwas über der einer Karte beträgt, insbesondere einer PCM CIA-Karte.
In einem solchen Gehäuse muss die Karte an ihrem Platz gehalten werden, und ihre Position in Bezug auf die Kontakte des Verbinders muss ziemlich genau definiert sein. Darüber hinaus darf sie nicht aus dem Gehäuse herausgleiten können. Ein solches Gehäuse besitzt im Allgemeinen Batterien zur Versorgung der elektronischen Schaltung, die dann leicht austauschbar sein müssen und in ihrer Aufnahme gehalten und geschützt werden.
Ein solches Gehäuse muss in erster Linie die elektrische Verbindung zwischen dem Chipkartenverbinder und der elektronischen Schaltung sowie ein korrektes Positionieren der Kontakte des Verbinders an den Kontaktbereichen der Karte sicherstellen, die sich in der Ebene der Karte befinden.
Darüber hinaus muss der Anpressdruck zwischen den Kontaktlamellen und der Karte innerhalb der geforderten Grenzen liegen. Denn wenn dieser Druck zu schwach ist, ist der Widerstand des Kontakts zu hoch; ist er dagegen zu hoch, werden die Kontakte verschlissen, und der Kraftaufwand zum Einführen der Karte ist zu hoch. Es ist also zudem dafür zu sorgen, dass die Karte bezüglich der Kontaktlamellen des Verbinders auch in vertikaler Richtung, das heißt senkrecht zur Ebene der Karte, richtig positioniert wird.
Bei Gehäusen bekannter Art ist der Chipkartenverbinder auf der elektronischen Schaltung positioniert und verschweißt, wobei das Positionieren durch Ausgangszungen der Kontakte sichergestellt wird, die flach an die Unterseite der Schaltung geschweißt sind. Die elektronische Schaltung ist selbst am Gehäusekörper befestigt, und die Abdeckung der Kartenführung ist am Gehäuse befestigt. Bei dieser Ausführung wird die Karte horizontal und vertikal von der Abdeckung positioniert.
Die Genauigkeit des vertikalen Positionierens hängt somit mit mehreren Dingen zusammen: mit dem Abstand der Kontaktlamellen des Verbinders zur Auflagefläche des Verbinders an der Schaltung, mit der Unebenheit der Schaltung, mit dem Abstand zwischen der Auflage der Schaltung und der Abdeckung und schließlich noch mit der Präzision der Abdeckung (Abstand zwischen den Auflageflächen am Gehäusekörper und an der Karte). Diese Vielfalt von Vorgaben fuhrt zu einer nicht zu vernachlässigenden mechanischen Streuung bei den Gehäusen und geht zu Lasten der Verlässlichkeit.
Die Druckschrift FR-A-2 687 238, auf der der Oberbegriff des Anspruchs 1 basiert, beschreibt ein Gehäuse für einen Chipkartenleser mit einem Gehäusekörper, einer mit dem Gehäusekörper fest verbundenen elektronischen Schaltung, einer Vorrichtung zum Führen und Halten der Karte und einem Verbinder mit elastischen Lamellen, die eine elektrische Verbindung zwischen leitfähigen Elementen der Karte und der elektronischen Schaltung sicherstellen, wobei der Verbinder direkt am Boden einer in der Unterseite des Gehäusekörpers vorgesehenen Aufnahme befestigt ist.
Die Erfindung zielt darauf ab, ein Gehäuse für einen Chipkartenleser zu schaffen, das gegenüber dem oben genannten Stand der Technik verbessert ist.
So betrifft die Erfindung ein Gehäuse für einen Chipkartenleser mit einem Gehäusekörper, einer mit dem Gehäusekörper fest verbundenen elektronischen Schaltung, einer Vorrichtung zum Führen und Halten der Karte und einem Verbinder mit elastischen Lamellen, die eine elektrische Verbindung zwischen leitfähigen Elementen der Karte und der elektronischen Schaltung sicherstellen, wobei der Verbinder direkt am Gehäusekörper befestigt ist.
Erfindungsgemäß ist das Gehäuse dadurch gekennzeichnet, dass es einen Deckel aufweist, der auf dem Gehäusekörper befestigt ist und einen Raum zum Einführen der Karte festlegt, und dass der Gehäusekörper in einem Bereich zum Einführen der Karte eine Aufnahme für eine Vorrichtung zur elektrischen Stromversorgung aufweist, wobei diese Aufnahme eine Abdeckung besitzt, die bei fehlender Karte von elastischen Mitteln in nicht geschlossener Position gehalten wird und bei vorhandener Karte in geschlossener Position, indem auf die Karte eine Federkraft ausgeübt wird, die einen hinteren Bereich der Karte auf eine Innenseite des Deckels drückt.
Auf diese Weise kann die Karte gegen die dem Schlitz gegenüberliegende Seite gedrückt werden, ohne dass der Widerstand beim Einfuhren zu groß wird.
Gemäß dieser Variante der Erfindung befindet sich die Aufnahme für die Batterie auf der Seite des Einführungsschlitzes, und der Deckel der Aufnahme bildet eine der Seiten des Einführungsschlitzes und übt die Funktion aus, die zuvor beim Stand der Technik von der elastischen Rolle erfüllt wurde. Anders ausgedrückt dient erfindungsgemäß das gleiche elastische Element zum Öffnen der Aufnahme der Batterien, wenn diese gewechselt werden, und zum Andrücken der Karte.
Die Innenseite des Deckels weist vorteilhafterweise eine Einführkante auf, die mit einem Vorsprung zum Halten der Karte versehen ist. Das Gehäuse weist vorteilhafterweise mindestens eine in der Aufnahme angeordnete Batterie auf.
Die elastischen Mittel können Federblätter sein, die in der Abdeckung angeordnet sind, wobei sie einen seriellen elektrischen Anschluss der Batterien bilden können.
In einer bevorzugten Ausführungsart wird die Abdeckung in der nicht geschlossenen Position gegen die Innenseite des Deckels gedrückt. Die Abdeckung kann dann eine gekrümmte Eingangskante aufweisen, und in der nicht geschlossenen Position bleibt ein Ende der gekrümmten Kante in einer Aufnahme des Gehäusekörpers angeordnet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, die unter Bezugnahme auf die Zeichnungen gegeben wird und als nicht einschränkendes Beispiel dient. Es zeigen:
- Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses gemäß einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung von unten;
- Fig. 2 eine perspektivische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der die Batterien gewechselt werden;
- Fig. 3 eine Explosionsansicht einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung;
- Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gehäuses;
- Fig. 5a und 5b jeweils einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Gehäuses, wobei Fig. 5b eine Vergrößerung des Endes darstellt, an dem die Karte eingeführt wird;
- Fig. 6 eine Detailansicht des Deckels eines erfindungsgemäßen Gehäuses von unten.
In den Figuren weist ein Gehäuse für einen Chipkartenleser einen mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 bezeichneten Gehäusekörper auf, der an seiner Unterseite eine Aufnahme 2 mit einem Boden 6 aufweist, in dem ein Verbinder 22 mit Kontaktlamellen 23 untergebracht ist, die in elektrischem Kontakt mit den Metallschichten einer elektronischen Schaltung 110 stehen, die in der Aufnahme 2 untergebracht ist (siehe Fig. 5a), und Federlamellen 25, die mit den Kontaktbereichen der Karte in mechanischen und elektrischen Kontakt kommen. Der Verbinder 22 kann ebenfalls einen Kontakt 24 für das Erreichen der Endstellung der Karte 100 aufweisen.
Erfindungsgemäß wird der Verbinder 22 entweder im Gehäusekörper 2 befestigt oder bei der Herstellung desselben mit diesem vergossen.
Von oben gesehen (siehe Fig. 3) weist der Verbinder 22 Federlamellen 25 auf, die mit den Metallbelägen einer in eine Aufnahme 101 eingeführten Chipkarte 100 in elektrischen Kontakt kommen. Diese Kartenaufnahme 101 ist in ihrem unteren Abschnitt durch die obere Ebene 11 des Gehäusekörpers festgelegt, die auf jeder Seite von den Gleitschienen 57 und 58 abgegrenzt wird, und durch eine aufklappbare Abdeckung 16 einer Aufnahme 50 für Zellen oder Batterien 90, die in kreisförmigen Aufnahmen 51 und 52 angeordnet sind, die durch die Kantenbereiche 53 und 54 abgegrenzt sind. Die Gleitschienen 57 und 58 erstrecken sich auch entlang dem Deckel 16 und der Aufnahme 50. Die Aufnahme der Karte 101 ist in ihrem oberen Abschnitt durch die Unterseite 68 eines Deckels 60 abgegrenzt, der auf jeder Seite Gleitschienen 61 und 62 aufweist, die zu den Gleitschienen 57 und 58 des Gehäusekörpers 1 komplementär sind.
Die Aufnahme 101 weist einen Einführungsschlitz 40 auf.
Fig. 4 zeigt ein zusammengebautes Gehäuse, bei dem der Deckel 60 völlig zugeschoben wurde, sodass er die Aufnahme 50 der Batterien verbirgt und bedeckt. In Fig. 2 dagegen gibt der teilweise entlang der Gleitschienen 57, 58 zurückgeschobene Deckel 60 die Abdeckung 16 frei, die sich auf diese Weise öffnen lässt, was das Wechseln der Zellen oder Batterien 90 erlaubt.
In Fig. 3 erkennt man auch einen Anschlag 12 für die Endstellung der Karte sowie ein Gleitstück 14, das in einer Aussparung 57' in der Gleitschiene 57 positioniert wird und einen seitlichen Anschlag für die Karte bildet. Das Gleitstück 14 weist einen Anschlagsbereich 15 auf. Es gleitet in die Aussparung 57', die die Gleitschiene 57 unterbricht. Der Benutzer löst dieses Gleiten aus, indem er mit einem Finger die Kante 36 des Stücks 14 betätigt, die von außen zugänglich ist. So wird die Karte 100 von der Aufnahme 101 freigegeben.
Eine Aufnahme 2, in der die Schaltung 110 angeordnet wurde, wird mit einer abnehmbaren Abdeckung 3 geschlossen, die seitliche Zungen 31 aufweist, hier vier an der Zahl, die sich in ebenso viele entsprechende Aufnahmen 21 einer umlaufenden Leiste 25 einfügen, wobei die Leiste 25 innerhalb einer äußeren Kontur 27 der Aufnahme 2 angeordnet ist. Die Abdeckung 3 weist an ihrer Unterseite 33 auch einen Stift 35 auf, der auf einen im mittleren Abschnitt des Bodens 6 angeordneten komplementären Stift drückt.
Die Abdeckung 16 weist an ihrer Unterseite 18 ein leitfähiges Element mit einer mittleren Zunge 19 und auf jeder Seite zwei Federblättern 13 auf, welche jeweils auf eine Elektrode der Zellen 90 drücken und auf diese Weise eine Hintereinanderschaltung derselben bewirken. Die Aufnahmen der Zellen 51 und 52 weisen an ihrer Innenseite ein elastisches Element mit zwei Federblättern 55 bzw. 56 auf, die mit der anderen Elektrode der Zellen 90 in elektrischen Kontakt kommen.
Wie Fig. 5b zeigt, stehen diese Paare von Federblättern 55, 56 in elektrischem Kontakt mit den Stromversorgungszungen 73 und 74 der elektronischen Schaltung 110.
Wenn sich Standard-Batteriezellen in den Aufnahmen 51 und 52 befinden, lässt sich die heruntergeklappte Abdeckung 16 nicht völlig schließen, und es bleibt eine elastische Kraft, die die Abdeckung 16 gegen die Unterseite 68 des Deckels 60 drückt. Die Abdeckung 16 weist im Bereich 4, in dem die Karte 100 eingeführt wird, einen nach unten gekrümmten Bereich 17 auf, der als Einführungsprofil für die Karte 100 dient, was bewirkt, dass die Abdeckung 16 beim Einführen der Karte 100 von dieser nach unten geschoben wird und die Aufnahme 50 verschließt. Wenn die Karte ganz eingeführt ist, sodass ihr in Einführungsrichtung vorderes Ende gegen den Anschlag 12, 14 gedrückt wird, wirkt die hintere Kante 102 der Karte mit der vertikalen Kante 67 mit Vorsprängen 64 zusammen, mit denen die Unterkante des Deckels 60 im Bereich 4 versehen ist, in den die Karte 100 eingeführt wird (siehe Fig. 6). Darüber hinaus ist erkennbar, dass die in Einführungsrichtung vordere Kante 66 des Deckels 60 in einem mittleren Bereich einen Ausschnitt 63 aufweist, der im Wesentlichen senkrecht zur Einführungsrichtung F der Karte 100 steht und sich über die vertikalen Ränder 67 der Vorsprünge 64 erstreckt, die sich auf beiden Seiten des Ausschnitts 63 befinden.
Darüber hinaus befindet sich gegenüber dem Ausschnitt 63 des mittleren Abschnitts der in Einführungsrichtung hinteren Kante 41 des Gehäusekörpers 2 ein Ausschnitt 42. Auf diese Weise kann der Benutzer die Karte 100, indem er sie nach unten drückt, vom Gehäuse lösen und entnehmen, wobei das Gleitstück 14 möglicherweise mithilft.
Der gekrümmte Bereich 17 kommt in einer Aufnahme 59 des in Einführungsrichtung vor dem abgeschrägten Einführungsbereich 44 gelegenen Gehäusekörpers zu liegen.
Wenn sich die Karte 100 außerhalb des Gehäuses befindet, führt die gemeinsame Wirkung der Federn der elastischen Lamellen 13, 55 und 56 dazu, dass die Abdeckung 16 zur Oberseite des Gehäuses geschoben wird, sodass sie in mechanischen Kontakt mit der Unterseite 68 des Deckels 60 kommt. Die Krümmung der Vorderkante 17 der Abdeckung 16 ist vorzugsweise ausreichend, um die Batterien zu schützen, wenn sie sich im Anschlag gegen den Deckel des Gehäuses befindet, wenn keine Karte eingeführt ist. Dafür genügt es, dass der gekrümmte Abschnitt 17 ausreichend lang ist, damit in diesem Fall sein Ende 17' in der Aufnahme 59 bleibt. So erhält man einen gewissen Grad an Dichtigkeit beim Schlitz 40 zum Einführen der Karte, insbesondere Dichtigkeit gegenüber Staub.
Unter Bezugnahme insbesondere auf die Fig. 1 und 3 ist festzustellen, dass der Verbinder 22 beispielsweise durch Ultraschall-Schweißen oder durch Gussverbindung am Gehäusekörper 1 positioniert und befestigt ist. Die elektronische Schaltung 110 (siehe Fig. 5a) ist zum einen am Gehäusekörper befestigt und nimmt zum anderen die Zungen 23 der Kontaktlamellen des Verbinders 22 auf. Die Zungen sind entweder an der Oberfläche an die elektronische Schaltung 110 geschweißt oder werden in Löcher in der Schaltung geschweißt oder hineingedrückt. Das horizontale Positionieren der Schaltung am Gehäusekörper muss ausreichend genau sein, damit die Zungen problemlos positioniert werden können.
Das vertikale Positionieren der Karte wird durch die Abdeckung 60 gewährleistet. Das horizontale Positionieren der Karte wird durch den Gehäusekörper 1 sichergestellt.
Die Präzision des vertikalen Positionierens ist also bestimmt durch:
a) den Abstand der Kontaktlamellen zur Auflagefläche des Verbinders am Gehäusekörper;
b) am Gehäusekörper: den Abstand zwischen den Auflagen des Verbinders und der Abdeckung;
c) die Präzision der Abdeckung (Abstand zwischen den Auflageflächen am Gehäusekörper an der Karte).
Gegenüber der Lösung nach dem Stand der Technik ist ein Teil (elektronische Schaltung 110) aus der Reihe von Maßgaben für die vertikale Positionierung von Kontaktlamellen 25 bezüglich der Karte 100 weggefallen.
Das korrekte Funktionieren der Einheit Karte/Verbinder hängt also nicht mehr von der mechanischen Präzision einer Einheit Schaltung/Verbinder ab, was die Verwirklichung der elektronischen Schaltung und des mechanischen Teils erleichtert.

Claims

1. Gehäuse für einen Chipkartenleser mit einem Gehäusekörper, einer mit dem Gehäusekörper fest verbundenen elektronischen Schaltung, einer Vorrichtung zum Führen und Halten der Karte und einem Verbinder mit elastischen Lamellen, die eine elektrische Verbindung zwischen leitfähigen Elementen der Karte und der elektronischen Schaltung sicherstellen, wobei der Verbinder (22, 23) direkt am Gehäusekörper (1) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Deckel (60) aufweist, der auf dem Gehäusekörper befestigt ist und einen Raum (101) zum Einführen der Karte (100) festlegt, und dass der Gehäusekörper in einem Bereich (4) zum Einführen der Karte (100) eine Aufnahme (50) für eine Vorrichtung zur elektrischen Stromversorgung aufweist, wobei diese Aufnahme (50) eine Abdeckung (16) besitzt, die von mindestens einem Federelement bei fehlender Karte (100) in nicht geschlossener Position gehalten wird und bei vorhandener Karte (100) in geschlossener Position, indem auf die Karte (100) eine Federkraft ausgeübt wird, die einen hinteren Bereich (102) der Karte auf eine Innenseite (68) des Deckels (60) drückt.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder (22, 23) in den Gehäusekörper (1) integriert ist, wobei die Befestigung durch Gussverbindung der elastischen Lamellen (23) mit dem Gehäusekörper (1) erhalten wird.

3. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens ein Federelement (13, 55) zum Stützen der Karte mit einer Federkraft aufweist.

4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite (68) des Deckels (60) eine Einführkante (66) aufweist, die mit einem Vorsprung (64, 68) zum Halten der Karte (100) versehen ist.

5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine Batterie (90) aufweist, die in der Aufnahme (50) angeordnet ist.

6. Gehäuse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (13) Federblätter sind, die in der Abdeckung (16) angeordnet sind.

7. Gehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federblätter (13) derart angeordnet sind, dass sie eine elektrische Verbindung mit den Batterien (90) bilden.

8. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (16) in der nicht geschlossenen Position gegen die Innenseite (68) des Deckels (60) zur Anlage kommt.

9. Gehäuse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (16) eine gekrümmte Eingangskante (17) aufweist und dass ein Ende (17') der gekrümmten Kante (17) in der nicht geschlossenen Position in einer Aufnahme (59) des Gehäusekörpers (2) angeordnet bleibt.