DE3875072T2 - Kontaktrahmen für IC-Kartenleser mit Endkontakt. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft IC-Kartenleser. Man versteht unter IC-Karten solche Karten, die mindestens ein elektronisches Bauteil aufweisen, mit dem elektrische Verbindungen in einem Leser herstellt werden sollen, der zu einem Gerät gehört, das mittels solcher Karten benutzt wird (z.B. ein Bankautomat oder ein Taxiphon).
• Die IC-Kartenleser weisen im allgemeinen Karten-Führungs- oder Leitmittel auf, Mittel zur Überprüfung, ob sich eine Karte in der geeigneten Stellung in dem Leser befindet, wie auch Kontaktelemente, die den Stromanschluß an Leitbereiche der IC-Karte bewirken und durch die Schaltkreise hergestellt werden, die das den IC-Leser enthaltende Gerät betreffen.
• Ein solcher IC-Kartenleser ist Gegenstand des französischen Patents 2 534 713. Die Führungsmittel sind hier zur Struktur des Lesers gehörende Oberflächen. Die Überprüfung des Vorhandenseins der Karte geschieht über einen Anschlag-Mikrokontakt und die Kontaktelemente sind elastische Metallamellen, die in einem Rahmen aus Isoliermaterial angebracht sind.
• Man hat also drei voneinander getrennte Teile, deren Zusammenbau nicht im Einzelnen beschrieben ist. Insbesondere aufgrund der Gröbe der Kontaktteile verlangt eine solche Lösung jedoch ganz sicher den präzisen Zusammenbau der verschiedenen Teile, was nicht nur teuer ist, sondern auch, in Anbetracht der gesamten Montagetoleranzen der verschiedenen Teile, zur faktischen Unmöglichkeit führen kann, den Ansprüchen des Verwenders gerecht zu werden. Außerdem ist der Zusammenbau selbst dem Hersteller des Geräts überlassen, wobei für diesen das Zurückgreifen auf ein einheitliches Bauteil, das keine Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung erfordert, eine willkommene Vereinfachung bedeuten würde.
• Außerdem ist ein Mikrokontakt ein relativ teueres Bauteil für eine solche Verwendung, obwohl seine Verwendung hier aufgrund schwieriger Umgebungsbedingungen berechtigt wäre (Staub auf den Karten, Feuchtigkeit ...).
• Die europäische Patentanmeldung No 0 231 409 enthält die Beschreibung eines IC-Kartenlesers, der eine autonome Einheit darstellt, aber ausgehend von mehreren zusammengesetzten Teilen, wie soeben beschrieben, so daß die gleichen Anmerkungen im Endeffekt zutreffen.
• Die Erfindung hat also einen Kontaktrahmen für einen IC-Kartenleser zum Gegenstand, bei dem der Anschlag-Kontakt in eine einheitliche Struktur mit zumindest den Kontaktelementen zum Anschluß an die Karte integriert ist und der trotzdem zufriedenstellend die aus den Umgebungsbedingungen entstehenden Bedingungen erfüllt.
• Dieser Kontaktrahmen ist dadurch gekennzeichnet, daß er außer den Kontaktelementen zum Anschluß an die IC-Karte zwei elektrische Kontaktlamellen aufweist, die von diesem Rahmen getragen werden und einen Anschlag-Kontakt bilden, wobei eine dieser Lamellen, die Ruhelamelle, derart mit dem Rahmen verbunden ist, daß ihre Ruhestellung in Bezug auf den Rahmen definiert ist, während die andere Lamelle, die bewegliche Lamelle, durch eine Federkraft in eine Richtung gezogen wird, die der Einführungsbewegung einer Karte in den Leser entgegengesetzt ist, wobei diese Lamelle so angeordnet ist, daß die in den Leser eingeführte Karte sich gegen sie anlegt und sie in eine Betätigungsbewegung gegen die Federkraft bringt. Dieser Anschlag-Kontakt ist vom selbstreinigenden Typ. Zu diesem Zweck weist die Ruhelamelle vorzugsweise einen Rückhaltefinger auf, und zwei Anschläge sind in das Material des Rahmens eingearbeitet. Diese sind vorzugsweise zwei entgegengesetzte Ränder einer in den Rahmen eingearbeiteten Vertiefung, in die der Rückhaltefinger eingreift.
• Die verschiedenen Gegenstände und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun in der folgenden nicht beschränkend zu verstehenden Beschreibung in Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
• Figur 1 zeigt eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktrahmens.
• Figur 2 zeigt eine Ansicht des Rahmens der Figur 1. Figur 3 zeigt eine Seitenansicht des Rahmens der Figur 1 mit einem Deckel, der die Führungsschienen für die Karte bildet.
• Figur 4 zeigt eine Ansicht der Ruhelamelle des Anschlag-Kontakts 5 der Figuren 1 und 2.
• Figur 5 zeigt eine Ansicht der beweglichen Kontaktlamelle des Anschlag-Kontakts 5 der Figuren 1 und 2.
• In Figur 1 ist in Perspektive ein Kontaktrahmen 1 dargestellt, der gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, mit einer IC-Karte 2 in der Einführungsstellung. Für die Beschreibung sind diese beiden Teile umgekehrt in Bezug auf ihre natürliche Stellung dargestellt, in der die Karte mit ihrem Kontaktbereich nach oben gehalten wird und der Rahmen 1 sich oberhalb der Karte und zu ihr hin gedreht befinden muß. Dieser Rahmen weist hauptsächlich ein Gußteil aus isolierendem Material 3 auf, das gleichzeitig die Rolle des Halters für die Kontaktelemente 4, die zum Anschluß an den Chip der Karte 2 dienen, des Halters für einen Anschlag-Kontakt 5, der anzeigt, daß eine Karte sich im Leser befindet und in der geeigneten Stellung ist, um gelesen zu werden, und, mindestens, des Halters von Schienen 6 spielt, die zur Führung der Karte dienen und dazu bestimmt sind, sie in die angezeigte geeignete Stellung zu bringen.
• Zu diesem Zweck weist der Kontaktrahmen 1 einen inneren Rahmen 7 auf, der aus den Teilen des Rahmens 1 besteht, die die Anschlußfenster 8, 9, 10, 11 einschließen. Die Kontaktelemente 4 erstrecken sich in diesen Fenstern ausgehend von. Stegen 12, 13, in denen sie eingegossen sind. Man versteht also, daß die Stellung der Kontaktelemente 4 von der eines Gußformteils des Rahmens 1 bestimmt wird. Die Kontaktelemente 4 sind Profilteile und stehen über die Ebene 14 der Oberfläche des Rahmens 1 vor. Sie sollen mit den Kontaktbereichen der Anschlußzone 15 der Karte 1 in Kontakt treten, wenn diese korrekt in den IC-Kartenleser eingeführt ist. In Figur 2, die eine Ansicht des Kontaktrahmens der Figur 1 von oben ist, sieht man, daß die Fenster 8 bis 11 Einkerbungen 16 aufweisen, die die Enden der Kontaktelemente 4 schützen.
• Wie in den Figuren 1 und 2 zu sehen ist, wird dieser innere Rahmen 7 durch zwei Flügel 17, 18 verlängert, die vom inneren Rahmen 7 abgewandt in Schienenhaltern 6 enden. Diese Halter 6 sind einfache flache Oberflächen, die mit mindestens einem Zentrierfuß 19, 20 versehen sind. Andere Schienen-Positioniermittel könnten vorgesehen werden anstelle von oder zusätzlich zu denen, die gerade beschrieben wurden. Weiter können die Zentrierfüße wie die der Figuren 1 und 2 ebenfalls als Befestigungsmittel für die Schienen dienen (z.B. durch Vernieten). Nun wird Bezug genommen auf Figur 3, die eine Endansicht des Rahmens 1 der Figuren 1 und 2 diesmal in seiner natürlichen Stellung zeigt. Man sieht, daß die Schienen 21 und 22 gemeinsam aus einem Teil 23 aus gegossenem Isoliermaterial bestehen, das einen Deckel bildet und auf die Halter 6 des Rahmens 1 montiert ist. Dieses Teil 23 ist durch die Zentrierfüße 19, 20 in Bezug auf den Rahmen 1 präzise positioniert. Es führt die Karte 2, deren Ränder es umgreift. Wenn das gleiche Rahmenteil, das die Stellung der Kontaktelemente 4 definiert, auch die Oberflächen 6 und die Zentrierfüße 19, 20 definiert, ist die genaue Lage der Karte 1 in Bezug auf die Kontaktelemente 4 nur noch von der Sorgfalt, die bei der Herstellung der Gußform angewandt wird, die zur Gestaltung des Rahmens 1 dient, und von den Toleranzen für den Zusammenbau des Rahmens 1 und des Teils 23 abhängig, der in der Fabrik durchgeführt werden kann, d.h. mit engen Toleranzen.
• Wie in den Figuren 1 und 2 zu sehen, sind die Flügel 17, 18 vorteilhafterweise mit Aussparungen 24 versehen, um Material zu sparen.
• Der Kontaktrahmen 1 trägt noch den Anschlag-Kontakt 5 und einen Endanschlag 25. Dieser Anschlag-Kontakt 5 ist ein Ruhekontakt, der sich öffnet, wenn die Karte, kurz bevor sie zum Endanschlag 25 gelangt, die bewegliche Lamelle 26 betätigt, indem sie auf ihr Ende 27 drückt, was sie von der Ruhe- Kontaktlamelle 28 abheben läßt. Die beiden Lamellen werden unter Druck in Schlitze 29, 30 des Rahmens 1 eingefügt, was die Präzision ihrer Positionierung bewirkt. Außerdem bewirkt der Anschlag 25 die korrekte Positionierung der Karte in dem IC-Kartenleser.
• Natürlich könnte der Anschlag-Kontakt auch ein Arbeitskontakt sein, der sich schließt anstatt sich zu öffnen.
• Man sieht schließlich in den Figuren 1 und 2 einen Drücker 31, der aus dem Material des Rahmens 1 besteht und der eine elastische Lamelle bildet, die die IC-Karte 2 gegen das Teil 23 drücken soll, was ihren Abstand in Bezug auf die Kontaktelemente 4 definiert.
• Wie in Figur 3 gezeigt, kann dieser Drücker ebenfalls aus dem Material des Teils 23 gebildet sein, ausgehend von dem Ende des Teils, das die Karte nicht erreicht, einseitig gelagert zur Mitte der Karte 1 hin weist. Sein Ende ist so gestaltet, daß es vor der Vorderkante der Karte 2 zurückweicht und dann durch eine abgerundete Oberfläche einen Druck auf diese ausübt, um zu verhindern, daß sie beschädigt wird.
• Nebenbei sei bemerkt, daß die Öffnung für die Einführung der IC-Karte bei 32 wie üblich abgeschrägt ist.
• Der Anschlag-Kontakt 5 ist ein selbstreinigender Kontakt. Er besteht aus zwei Kontaktlamellen 26 und 28, die in zwei Vertiefungen 29, 30 des Rahmens 1 eingefügt sind, welche sich in einem Kontakthalter 33 befinden. Dieser bildet einen Block, der über die Oberfläche 14 des Rahmens 1 vorsteht und von dem aus die Lamellen seitlich in einer solchen Höhe hervorragen, daß das Ende 27 der beweglichen Lamelle sich im Weg einer Karte 2 befindet, die in der Endstellung im Leser ankommt. Man kann sagen, daß die beiden Lamellen an ihrem Austritt aus dem Block 33 gelenkig befestigt sind. Ihre jeweiligen Gelenkpunkte sind durch eine entsprechende Gestaltung des Blocks 33 relativ weit voneinander entfernt. Die Ruhelamelle 28, die in Figur 4 von oben dargestellt ist, weist also einen Lamellenfuß 35 auf, der sich in den Rahmen 1 einfügt, wobei nur die Anschlußfahne 45 am unteren Teil des Rahmens 1 vorsteht. Der Arm 36 erstreckt sich in einseitiger Einspannung parallel zur Oberfläche 14 des Rahmens 1 und endet in einer profilierten Kontaktzone 37, unter der sich ein Rückhaltefinger 38 nach unten erstreckt. Dieser Rückhaltefinger dringt in eine Vertiefung 39 im Rahmen 1 ein, die eine viereckige Form haben kann und die zwei Auflageflächen 40, 41 aufweist, die Anschläge für den Rückhaltefinger 38 bilden. In der stationären Stellung ist die Ruhelamelle 28 so gewölbt, daß sie einer Federkraft unterworfen ist, die in Richtung der Einführungsbewegung einer Karte gerichtet ist. Die bewegliche Lamelle 26, die in Figur 5 von oben dargestellt ist, weist einen Lamellenfuß 42, einen einseitig eingespannten Fuß 43, eine Kontaktzone 44 und ein Ende 27 auf, das gebogen ist, um als Betätigungsnocke zu wirken (siehe Figuren 1 und 2). Diese Lamelle ist so gewölbt, daß sie eine Federkraft in Richtung auf die Ruhelamelle 28 ausübt. Die durch die bewegliche Lamelle 26 ausgeübte Kraft ist größer als die der Ruhelamelle 28, so daß die beiden Lamellen in der stationären Stellung zusammen auf den Anschlag 40 der Vertiefung 39 drücken.
• Bei der Einführung einer Karte, die auf das Ende 27 der Lamelle 26 drückt, bewegt sich die Lamelle 26 in die Einführungsrichtung und die Lamelle 28 folgt ihr aufgrund ihrer eigenen Wölbung. Da die Gelenkpunkte der beiden Lamellen voneinander entfernt sind, entsteht Reibung einer Kontaktzone auf der anderen entlang der Achse der Arme 36, 43, was eine Selbstreinigung des Kontakts bewirkt. Wenn der Rückhaltefinger 38 der Lamelle gegen den Anschlag 41 stößt, wird der Kontakt zwischen den beiden Lamellen unterbrochen. Dies zeigt an, daß die Karte völlig eingeführt ist. Sie befindet sich dann kurz vor dem Anschlag 24, der ihre Bewegung beenden wird. Es ist anzumerken, daß in Anbetracht der Reibungskräfte und insbesondere der Reibungskraft, die von dem Drücker 31 erzeugt wird, die Karte ganz in den Kartenleser eingeführt bleiben kann, trotz der Federkraft aufgrund der beweglichen Lamelle 26.
• Wenn der Anschlag-Kontakt 5 ein Arbeitskontakt wäre, wie schon erwägt wurde, dann wäre die bewegliche Lamelle 26 vor der Ruhelamelle 28, alles andere bliebe unverändert, außer was die Abmessungen angeht, da die axiale Stellung der Elemente so sein müßte, daß der Kontakt 5 sich schließt, wenn die Karte sich genau in der gleichen Stellung befindet wie in dem Fall des beschriebenen Ruhekontakts.
• In beiden Fällen sind die Vorteile die gleichen. Der Anschlag-Kontakt wird in einem einheitlichen Bauteil mit den Verbindungskontaktelementen gebildet, was die Montage des Lesers vereinfacht und die Probleme der Toleranzen des Zusammenbaus löst; er ist selbstreinigend, was ihm den Erhalt einer guten Kontaktqualität sichert; die Bewegung der Ruhelamelle ist frei zwischen zwei Anschlägen, was den notwendigen Begleitweg für eine Reinigung des Kontakts erlaubt und gleichzeitig mit Präzision den Ort definiert, wo der Kontakt sich öffnet, oder vielmehr die Umschaltung geschlossener Kontakt/geöffneter Kontakt erfolgt. Diesem Punkt der Umschaltung entspricht eine derartige Stellung der IC-Karte, daß das Lesen der Karte möglich wird (Fall des Ruhekontakts) oder nicht mehr möglich ist (Fall des Arbeitskontakts).

Claims (5)

1. Kontaktrahmen (1) für IC-Kartenleser (2), wobei der Rahmen Kontaktelemente (4) zum Anschluß an die IC-Karte und außerdem zwei elastisch verformbare elektrische Kontaktlamellen (26, 28) trägt, die einen Anschlagkontakt (5) bilden, wobei eine dieser Lamellen, die ortsfeste Lamelle (28), derart mit dem Rahmen verbunden ist, daß ihre Stellung in Bezug auf den Rahmen definiert ist, während die andere Lamelle, die bewegliche Lamelle (26), in einer Richtung entgegengesetzt zu ihrer Betätigungsrichtung vorgespannt und so angeordnet ist, daß sie entgegen der Vorspannung in eine Betätigungsbewegung gelangt, wenn eine Karte in den Leser eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden den Anschlagkontakt bildenden Lamellen mit einem gewissen seitlichen Abstand zwischen ihren Befestigungspunkten (29, 30) sich im wesentlichen parallel in Richtung auf ihren Kontaktpunkt in die Zone des Rahmens erstrecken, in der sich der Rand der Karte befindet, wenn sie ganz in den Leser hineingesteckt ist, und daß die Lamellen so angeordnet sind, daß die Karte (2) nach ihrer Einführung in den Leser auf die bewegliche Lamelle (26) drückt und sie betätigt, wobei eine Kontaktfläche auf der anderen in Richtung der Achse der Lamelle (26, 28) reibt.

2. Kontaktrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der ortsfesten Lamelle (28) in Kontakt mit dem Ende der beweglichen Lamelle im Rahmen zwischen zwei Anschlägen (40, 41) frei ist, so daß die ortsfeste Lamelle (28), die in der unbetätigten Stellung des Anschlagkontakts elastisch gegen einen der Anschläge gehalten wird, die bewegliche Lamelle (26) in ihrer Betätigungsbewegung begleitet und dabei von dem einen Anschlag zum anderen übergeht.

3. Kontaktrahmen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfeste Lamelle (28) einen Rückhaltefinger (38) aufweist und daß die beiden Anschläge (40, 41) am Rahmen (1) ausgebildet sind, wobei der Rückhaltefinger mit diesen beiden Anschlägen zusammenwirkt, um die Begleitbewegung der ortsfesten Lamelle zu begrenzen.

4. Kontaktrahmen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Anschläge zwei einander entgegengesetzte Ränder einer Vertiefung (39) im Rahmen sind und daß der Rückhaltefinger (38) in diese Vertiefung hineinragt.

5. Kontaktrahmen nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag-Kontakt (5) vom Ruhekontakt-Typ ist.