AT393420B

AT393420B - Chipkartenleser

Info

Publication number: AT393420B
Application number: AT3214/85A
Authority: AT
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1984-11-20
Filing date: 1985-11-07
Publication date: 1991-10-25
Also published as: DE3442397A1; US4717817A; DE3442397C2; ATA321485A; CH668843A5

Description

AT 393 420 B

Die vorliegende Erfindung beinhaltet einen Chipkartenleser mit einem in einem Aufnahmeteil entgegen Federkraft verschiebbar gelagerten Schlitten, Federn zur Kontaktierung eines auf der Karte befindlichen Chips sowie eine Vorrichtung zum Ein- und Ausschalten der Lese- und Auswerteeinrichtung,

Chipkartenleser sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. 5 Bei einem der US-PS 4,449,775 entnehmbaren Chipkartenleser wird die Chipkarte zwischen schwenkbaren

Backen gehalten, die in der Lesestellung magnetisch verriegelt sind. Das Abrufen der auf dem Chip gespeicherten Werteinheiten erfolgt über Kontaktfedem, die wiederum mit einer Auswerteeinrichtung verbunden sind.

Durch die US-PS 3,699311 ist ein Chipkartenleser bekannt, der eine Eingabe- und Sensorplatte zum Ausweilen jeder auf der Karte gespeicherten Einzelinformation besitzt 10 Weiterhin ist durch die DE-OS 3 343 727 ein Chipkartenleser bekannt, bei dem die Karte zunächst kontaktfrei in die Kartenaufhahme eingelegt wird, wobei durch Verschieben der Kartenaufiiahme erst in deren Endlage die Kontaktpunkte auf der Karte mit den entsprechenden Kontaktfedem einer Auswerteeinrichtung über eine ortsfest angeordnete Andrückleiste verbunden werden. Dabei erfolgt die Ein- und Ausschaltung der Lese- und Auswerteeinrichtung über einen separaten Mikroschalter. 15 Es ist ferner durch die US-PS 4,169,644 eine elektrische Verbindungsanordnung bekannt, die aus einer festen Aufnahme zum Einbringen von Leiterplatten und mehreren beweglichen Teilen besteht, wobei eines der beweglichen Teile plattenförmig gestaltet ist und eine Steuerkurve besitzt, während d» andere bewegliche Teil mit einem Zapfen diese Steueikurve durchgreift und auf fest eingespannte Kontaktfedem einwirkt Wird der die Steuerkurve aufweisende Teil verschoben, so werden die Kontaktfedem durch den die Zapfen aufweisenden beweglichen Teil so 20 weit verbogen, bis sie an dem zu prüfenden Teil, z. B. der Leiterplatte zur Anlage gelangen.

Diese Verbindungsanordnung besitzt jedoch aufgrund ihrer konstruktiven Gestaltung eine relativ große Bauhöhe.

Weiterhin besteht bei Chipkartenlesem das Problem, daß sie sowie die Chipkarte selbst bei häufiger Anwendung einer unvermeidbaren Verschmutzung ausgesetzt sind. Um dennoch die Betriebssicherheit zu gewähr-25 leisten, werden zur Kontaktierung der Chipkarte höhere Kontaktkräfte als normalerweise »forderlich benötigt. Dies hat z. B. bei Geräten mit relativ geringem Gewicht, z. B. leichten Femsprechgeräten zur Folge, daß das Gerät in unerwünschter Weise verschoben wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Chipkartenleser mit hohen Kontaktkräften bei gleichzeitig geringen Einschubkräften zu schaffen. 30 Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Schlitten die Federn zur Kontaktierung des Chips sowie die Vorrichtung zum Ein- und Ausschalten der Lese- und Auswerteeinrichtung trägt, wobei die Steuerung dieser beiden Einrichtungen durch einen quer zur Einführungsrichtung im Schlitten angeordneten Schieber erfolgt, der von zumindest einer im Aufnahmeteil angeordneten Steuerfläche betätigt wird.

Durch diese Anordnung wird die Kontaktierung der Chipkarte über zwei Wege vorgenommen, nämlich durch 35 Längsverschiebung des Schlittens sowie durch die Längsbewegung des Schiebers. Damit wird ohne Erhöhung des Verschiebeweges des die Chipkarte aufnehmenden Schlittens der wirksame Weg zur Steuerung der Kontaktfedem beträchtlich erhöht, so daß bei höheren Kontaktkräften lediglich eine geringere Kraft zum Einschieben erforderlich ist. Aufgrund der über die zwei Wege angesteuerten Kontaktfedem werden diese nicht schlagartig wie bei den bekannten Kontaktvorrichtungen in ihre Kontaktlage gebracht, so daß die Lebensdauer von Chipkarte und 40 Kontaktfedem erheblich verlängert wird. Durch Anordnung der Vorrichtung zum Ein- und Ausschalten der Lese-und Auswerteeinrichtung und dessen Betätigung durch den Schieber innerhalb des Schlittens werden, da diese Vorrichtung gleichzeitig mit den Kontaktfedem angesteuert wird, ebenfalls geringere Einschubkräfte benötigt wie dies bei Vorhandensein eines Mikroschalters der Fall ist

Dabei kann die Vorrichtung zum Ein- und Ausschalten der Lese- und Auswerteeinrichtung durch eine Haupt-45 feder und einen Gegenkontakt gebildet sein, wobei das freie Ende der Hauptfeder an einem Nocken des Schiebers anliegt und der Schieber in sein» Ausgangslage (Fig. 1) durch diese Hauptfeder vorgespannt ist. In diesem Fall bringt die Hauptfed» die Kraft zur Rückstellung des Schiebers in eine definierte Lage auf, so daß gesonderte Federelemente zur Rückführung des Schiebers entfallen können.

Gemäß ein» weiteren Ausgestaltung d» Erfindung kann d» Aufnahmeteil U-förmig gestalt» sein und seine 50 beiden Schenkel in Einführungsrichtung versetzt angeordnete Steuerflächen aufweisen. Dadurch kann die Baubreite minimal gehalten werden, wobei gleichzeitig die Steu»ßächen ein V»kanten des Schlittens v»hind»n und somit dessen gute Führung gewährleist»!.

Weiterhin kann der Schieb» in einem Führungsschacht des Schlittens gelagert sein und Anlaufschrägen aufweisen, die jeweils mit einem freien Ende einer einseitig eingespannten Kontaktfeder Zusammenarbeiten. 55 Dabei können die Kontaktfedem in ihrem Kontaktbereich im wesentlichen S-förmig gestaltet sein und von im Schieber vorgesehenen Kanälen aufgenommen werden. Durch Einbringen der Kontaktfedem in Kanälen kann ebenfalls die Bauhöhe des Schlittens gering gehalten werden.

Um zu verhindern, daß die Chipkarte in ihr» Leselage vorschriftswidrig gezogen wird und damit durch die eingeschaltete Lese- und Auswerteeinrichtung beschädigt wird, ist d» Hauptfed» eine Wippe zugeordnet, deren 60 eines freie Ende durch eine Schräge des Schiebers steuerbar ist und deren and»es freie Ende durch eine Schraubenfeder in Richtung auf die Chipkarte gedrückt wird, wobei die Wippe einen Arm besitzt, d»en freies Ende eine geneigte und die Hauptfed» übergreifende Fläche auf weist. Aufgrund dies» Anordnung wird schon nach -2-

AT 393 420 B kurzer Wegstrecke der Chipkarte die Wippe durch die Schraubenfeder verschwenkt wobei durch die geneigte Fläche des Armes die Hauptfeder vom Gegenkontakt weggedrückt wird. Dadurch wird die Lese- und Auswerteeinrichtung abgeschaltet

Es besteht bei dieser Ausführungsform die Möglichkeit den Schlitten ohne Aufnahmeteil zu verwenden, da der Schlitten für sich einen funktionsfähigen Teil darstellt Weiterhin ist es denkbar, den Schieber des Schlittens in der Leselage zu fixieren und somit mit demselben Bauteil einen Billigles»: ohne Außensteuerung mit den nunmehr als Schleifkontakt wirkenden Kontaktfedem zu realisieren. Bei beiden zuletzt erwähnten Ausführungsformen kann zur Erhaltung der Funktionsfähigkeit und damit zur Verlängerung der Lebensdauer der Chipkarte die erwähnte Wippe vorhanden sein, die eine rasche Abschaltung der Lese- und Auswerteeinrichtung bewirkt.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Es zeigt Fig. 1 die Führung des Schlittens im Kartenleser in einer Aufsicht, Fig. 2 von der Leseseite der Chipkarte her gesehen eine Aufsicht auf den Schlitten in dessen Leselage, Fig. 3 von der Leseseite der Chipkarte her gesehen eine Aufsicht auf den Schlitten in dessen Ausgangszustand, Fig. 4 eine geschnittene Seitenansicht des Schlittens in dessen Leselage, Fig. 5 einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 4 längs der Schnittlinie (V-V), Fig. 6 eine geschnittene Seitenansicht des Schlittens in dessen Ausgangslage, Fig. 7 einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 6 längs der Schnittlinie (VII·ΥΠ), Fig. 8 eine Einzelheit von der Leseseite des Schlittens her gesehen im Lesezustand, Fig. 9 einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 8 längs der Schnittlinie (IV-TV), Fig. 10 eine Einzelheit von der Leseseite des Schlittens her gesehen bei gerade gezogener Chipkarte, Fig. 11 einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 10 längs der Schnittlinie (XI-XI) und Fig. 12 eine Möglichkeit zur V»- und Entriegelung des Schlittens innerhalb des Kartenlesers.

Der in den Figuren dargestellte Chipkartenleser besteht im wesentlichen aus dem Aufnahmeteil (1) und dem in diesem Aufnahmeteil (1) längs verschiebbar geführten Schlitten (2). Der Schlitten (2) wird dabei entgegen der Kraft von zwei Federn (3) in die Leselage bewegt und in dieser Lage z. B. mittels einer Herzkurvensteuerung verrastet gehalten. Durch erneuten Druck auf den Schlitten (2) wird dies»1 durch die Federn (3) in seine Ausgangslage zurückgeführt.

Beim Einführen der Chipkarte (4) wird der Schlitten in die Pfeilrichtung (A) bewegt. Innerhalb des Schlittens (2) ist ein diesen mit seinen Enden (5 und 6) überragender Schieber (7) angeordnet, auf dessen Funktion später noch eingegangen wird. Dieser Schieber (7) wird durch die Steuerflächen (8 und 9) des Aufnahmeteiles (1) betätigt In Fig. 1 ist die Ausgangstage des Schlittens dargestellt d. h. der Schlitten wird durch die Federn (3) an die Ansätze (10) am Aufnahmeteil gedrückt die einen Anschlag für den Schlitten (2) bilden. Beim Einschieben des Schlittens in Pfeilrichtung (A) in den Aufnahmeteil (1) gleitet der mittels der Kraft der Hauptfeder (11) vorgespannte Schieber (7) zunächst entlang der Steuerfläche (9) und trifft nach kurzem Hubweg auf die Steuerfläche (8), durch die er in die Leselage gedrückt wird.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Aufsicht auf den Schlitten (2) in seiner Leselage ist der Schieber (7) erkennbar, der in einem Führungsschacht (12) des Schlittens (2) gelagert ist Dieser Schieber (7) betätigt einmal die in Kanälen (13) angeordneten Kontaktfedem (14) sowie die bereits erwähnte, in einer Ausnehmung (15) geführte Hauptfeder (11). In der Leselage des Schlittens (2) ist die Hauptfeder (11) mit einem Gegenkontakt (16) elektrisch verbunden, wobei die Lese- und Ausweiteeinrichtung angeschaltet ist

Bei der in Fig. 3 dargestellten Aufsicht ist die in Fig. 1 gezeigte Ausgangslage des Schlittens (2) innerhalb des Aufnahmeteiles (1) wiedergegeben, d. h. durch den Schieber wird die Hauptfeder (11) vom Gegenkontakt (16) durch den Nocken (17) entfernt und damit weiter vorgespannt.

Die Fig. 4 gibt die Lage der Kontaktfedem (14) in der Leselage des Schlittens (2) wieder. Dabei ist erkennbar, daß der Schlitten (2) im wesentlichen aus einem U-förmigen Grundteil (20), das einen Einführungsschlitz (18) für die Chipkarte (4) aufweist, und einem Zwischenträger (19) besteht, der im U-förmigen Grund-teil (20) angeordnet ist und die Kanäle (13) für die Kontaktfedem (14) besitzt Die Kontaktfedem (14) sind jeweils in ihren Kontaktbeieichen S-förmig gestaltet und frei beweglich gehaltert, während sie in ihren Befestigungsbereichen in etwa U-förmig ausgebildet und fest eingespannt sind. Im Befestigungsbereich (22) sind wiederum ihre freien Enden (23) jeweils abgewinkelt und ragen Durchbohrungen (24) einer Leiterplatte (25) hindurch.

Die Kontaktfedem (14) werden durch den Schieb»- (7) in die Leselage gedrückt Zu diesem Zweck besitzt der Schieber (7) für jede Kontaktfeder (14) eine Auflaufschiäge (26), die die jeweilige Kontaktfeder (14) in die in Fig. 5 gezeigte Lage steuert und somit die Kontaktbereiche (21) in Richtung auf die Kontaktflächen (27) der Chipkarte (4) zubewegt und mit derselben kontaktiert

Die Fig. 6 und 7 zeigen den Schlitten in dessen Ausgangslage. Die Chipkarte (4) ist bereits in den Einführungsschlitz (18) bis zu einem Anschlag eingeschoben. Dabei befindet sich die Chipkarte (4) und der Schlitten (2) in der in Fig. 1 dargestellten Lage, d. h. die Chipkarte ist nicht kontaktiert Wie aus den Figuren zu ersehen ist, sind die Kontaktbereiche (21) von den Kontaktflächen (27) der Chipkarte abgehoben und noch nicht durch die Auflaufschrägen (26) betätigt worden.

Wie bereits »wähnt wird die Chipkarte (4) erst in ihrer Leselage kontaktiert wobei die Hauptfeder (11) und der Gegenkontakt (16) aufeinanderliegen und die Lese- und Auswerteeinrichtung angeschaltet ist Über eine am Schieb» (7) angebrachte Schräge (29) wird in der Ausgangslage des Schlittens (Fig. 1) eine Wippe entgegen der Kraft der Schraubenfeder (30) verschwenkt Beim Einschieben der Chipkarte in den Einfühnmgsschlitz (18) wird der Randsteg (31) der Wippe (28) von der Chipkarte (4) Übergriffen. Bei normalem Einschieben des -3-

Claims

AT 393 420 B Schlittens mit der Chipkarte in die Leselage (verriegelter Zustand des Schlittens z. B. durch eine Herzkurve) bleibt die Wippe (28) in der in Fig. 9 gezeigten Lage, d. h. die Hauptfeder (11) und der Gegenkontakt (16) sind geschlossen und die Lese- und Auswerteeinrichtung angeschaltet. Die Wippe (28) besitzt weiterhin einen in den Bereich der Hauptfeder (11) hineinragenden Arm (32), dessen Endbereich (33) als geneigte Fläche gestaltet ist. Bei der in den Fig. 8 und 9 gezeigten Darstellung bleibt dieser Endbereich von der Hauptfeder (11) abgehoben. Dies« Zustand ist in der Detailzeichnung von Fig. 8 erkennbar und stellt einen Schnitt längs der Schnittlinie (VIII-νΐΠ) dar. Wird der Schlitten ohne Einführung einer Chipkarte in Richtung der Verriegelungstellung gedrückt, so werden durch den Schieber (7) zwar die Kontaktfedem (14) betätigt, jedoch wird aufgrund der Schräge (29) am Schieber und der Schraubenfeder (30) die Wippe in die in den Fig. 10 und 11 gezeigte Lage verschwenkt, wodurch Hauptfeder und Gegenkontakt (16) nicht miteinander in Berührung gelangen. Dieses Trennen der Hauptfeder vom Gegenkontakt (16) wird durch die erwähnte geneigte Fläche (33) des an der Wippe (28) ange-formten Armes (32) bewirkt Dieser Zustand ist wiederum in der Detailzeichnung von Fig. 10 erkennbar und stellt einen Schnitt längs der Schnittlinie (X-X) dar. Befindet sich der Schlitten mit eingeschoben« Chipkarte (4) in der Leselage, d. h. im verriegelten Zustand des Schlittens (Fig. 2,9) so ist der Randsteg (31) durch die Chipkarte (4) niedergedrückt Wird bei verriegeltem Schlitten vorschriftswidrig die Chipkarte (4) in Pfeilrichtung (B) (Fig. 11) herausgezogen, so wird der Randsteg (31) der Wippe (28) nach ein« kurzen Weglänge von der Chipkarte (4) freigegeben, wodurch aufgrund der auf den Randsteg (31) einwirkenden Schraubenfeder der die geneigte Fläche (33) aufweisende Arm (32) diese Hauptfeder (11) vom Gegenkontakt wegdrückt. Der Schieb« (7) hat sich bei diesem Vorgang in der Leselage soweit verschoben, daß das dem Randsteg (31) gegenüberliegende Ende d« Wippe freigegeben ist Dadurch wird die Lese- und Auswerteeinrichtung abgeschaltet Wie b«eits erwähnt kann die Ver- und Entriegelung des Schlittens innerhalb des Aufhahmeteiles mittels einer Herzkurvensteuerung erfolgen. In Fig. 12 ist eine weitere Möglichkeit zur Ver- und Entriegelung des Schlittens (2) wiedergegeben. Diese Vorrichtung besteht aus einem in einer Halterung (34) angeordneten Hubmagneten (35), der auf einen schwenkbar gelagerten Kipphebel (36) einwirkt Der Kipphebel (36) weist einen winkelförmigen Ansatz (37) auf, der im Verriegelungszustand in eine formmäßig diesem Ansatz (37) entsprechende Vertiefung (38) des Schüttens (2) eingreift. Nach Beendigung des Lesevorgangs kann durch einen entsprechenden elektrischen Impuls d« Kipphebel in die Entriegelungsstellung verschwenkt werden, wodurch d« Schlitten (2) freigegeben wird. Für bestimmte Anwendungsfäüe kann es weiterhin wünschenswert sein, den Chipkartenleser ohne Ver- und Entriegelungseinrichtung auszurüsten. Das ist insbesondere in den Fäüen «wünscht, in denen lediglich Informationen gelesen werden sollen, die durch kurzfristiges Einschieben des Schüttens abgemfen werden können. PATENTANSPRÜCHE 1. Chipkartenies« mit in einem Aufhahmeteil entgegen Federkraft verschiebbar gelagertem Schütten, Federn zur Kontaktierung eines auf der Karte befindlichen Chips sowie einer Vorrichtung zum Ein- und Ausschalten der Lese- und Auswerteeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (2) die Federn (14) zur Kontaktierung des Chips sowie die Vorrichtung (11,16) zum Ein- und Ausschalten der Lese- und Auswerteeinrichtung trägt, wobei die Steuerung dieser beiden Einrichtungen durch einen quer zur Einführungsrichtung im Schlitten (2) angeordneten Schieber (7) erfolgt, der von zumindest einer im Aufhahmeteil (1) angeordneten Steuerfläche (8,9) betätigt wird.
2. Chipkartenleser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Ein- und Ausschalten d« Lese- und Auswerteeinrichtung durch eine Hauptfed« (11) und einen Gegenkontakt (16) gebildet ist, wobei das freie Ende der Hauptfed« (11) an einem Nocken (17) des Schiebers (7) anüegt und d« Schieber (7) in sein« Ausgangslage (Fig. 1) durch diese Hauptfed« (11) vorgespannt ist
3. Chipkartenleser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufhahmeteil (1) U-förmig gestaltet ist und beide Schenkel in Einführungsrichtung versetzt angeordnete Steuerflächen (8,9) aufweisen.
4. Chipkartenleser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (7) in einem Führungsschacht (12) des Schüttens (2) gelagert ist und Auflaufschrägen (26) aufweist, die jeweils mit einem freien Ende einer einseitig eingespannten Kontaktfeder (14) Zusammenarbeiten. -4- AT 393 420 B S. Chipkartenleser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedem (14) in ihrem Kontaktbereich (21) im wesentlichen S-förmig gestaltet sind und von im Schieber (7) vorgesehenen Kanälen (13) aufgenommen werden.
6. Chipkartenleser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptfeder (11) eine Wippe (28) zugeordnet ist, deren eines freie Ende durch eine Schräge (29) des Schiebers (7) steuerbar ist und dessen anderes freie Ende durch eine Schraubenfeder (30) in Richtung auf die Chipkarte gedrückt wird, wobei die Wippe (28) einen Arm (32) besitzt, dessen freies Ende eine geneigte und die Hauptfeder (11) übergreifende Fläche (33) aufweist. 10 Hiezu S Blatt Zeichnungen -5-