DE10003068A1 - SIM-Kartenkontaktiereinrichtung mit quer angeordnetem Deckel - Google Patents
SIM-Kartenkontaktiereinrichtung mit quer angeordnetem DeckelInfo
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Abstract
Kartenleser (1) zur Aufnahme einer zwei Längs- und zwei Querseiten aufweisenden Chip-, insbesondere einer SIM-Karte, wobei der Kartenleser folgendes aufweist: einen Kontaktträger (2), der ein Gehäuse, insbesondere einen Rahmen (4), aufweist, in dem Kontaktelemente (3) angeordnet sind, und einen Deckel (5), der schwenkbar um eine Schwenkachse (10) am Kontaktträger (2) durch Lagermittel (51, 52; 76, 77, 94) gelagert ist, wobei die Schwenkachse (10) parallel zu den Längsseiten der Karte verläuft.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine
Kontaktiereinrichtung (Kartenleser) für eine Smart Card oder Chipkarte.
Vorzugsweise bezieht sie sich auf eine SIM-Kartenkontaktiereinrichtung. Die
Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen SIM-Kartenleser (SIMLOCK®),
der einen Kontaktträger und einen Deckel aufweist, wobei die SIM-Karte
vorzugsweise in den Kontaktträger eingesetzt wird.
In der EP-A-0 472 692 ist eine Kontaktiereinrichtung beschrieben, bei der eine
SIM-Karte bzw. das SIM zunächst in einen Deckel der Kontaktiereinrichtung
eingesetzt wird und dann in einer Vertiefung eines Kontaktträgers anordenbar
ist. Der Kontaktträger ist in seiner Dimension der SIM-Karte angepaßt und
daher rechteckig mit Längsseiten und Querseiten. Der Deckel ist um eine
Schwenkachse schwenkbar am Kontaktträger gelagert und kann im geschlos
senem Zustand längs verschoben werden. Die Schwenkachse verläuft parallel
und benachbart zu einer Querseite des Kontakttägers. Für das Verriegeln des
Deckels wird der geschlossene Deckel in Längsrichtung aus einer entriegelten
Schwenkposition in eine Verriegelungsposition verschoben. Die entriegelte
Schwenkposition, in der der Deckel verschwenkt werden kann, befindet sich
bezüglich der Verriegelungsposition weiter außen, d. h. weiter in Richtung zu
der Querseite hin, die der Schwenkachse benachbart ist.
Beim Einbau in ein Gerät, wie beispielsweise ein Mobiltelefon, muß für die
Kontaktiereinrichtung für die SIM-Karte ausreichend Platz vorgesehen sein,
um den Deckel in der entriegelten Schwenkposition zum Einsetzen bzw.
Entfernen der SIM-Karte öffnen zu können. Demgemäß muß bei einer
Kontaktiereinrichtung der genannten Art für das Öffnen des Deckels und das
Einsetzen der Karte insgesamt ein Freiraum oberhalb der
Kontaktiervorrichtung vorgesehen werden, der nahezu der Fläche der
gesamten Kontaktiereinrichtung entspricht. Dies schränkt die Einbaumöglichkeiten
der Kontaktiereinrichtung in Geräten ein und stellt ein Problem
dar, weil die Geräte, in denen solche Kontaktiereinrichtungen für SIM-Karten
verwendet werden, dem Trend der Verkleinerung unterliegen und daher
immer weniger Platz aufweisen.
Bei Kontaktiereinrichtungen des Stands der Technik ragen Lötenden der
Kontaktelemente im Kontaktträger häufig seitlich unter dem Kontaktträger
hervor, um sie auf eine Leiterplatte löten zu können. Dies ist nicht erwünscht,
da die Dichte der Bauteile auf solchen Leiterplatten hoch ist und seitlich
hervorragende Kontaktelementenden zusätzlichen Platz einnehmen.
Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, die zuvor genannten
Probleme von Kontaktiereinrichtungen des Stands der Technik zu
überwinden.
Im folgenden werden gewisse Ausdrücke in bestimmten Sinne verwendet. So
bedeutet "längs" in Längsrichtung der in Kontaktiereinrichtung eingesetzten
Karte, "quer" bedeutet entsprechend in Querrichtung, also senkrecht zur
Längsrichtung, "vorn" bezeichnet die Seite der Kontaktiereinrichtung, von der
aus die Chipkarte in die Kontaktiereinrichtung eingesetzt wird, "hinten"
bedeutet entsprechend die entgegengesetzte Seite der Kontaktiereinrichtung,
"oben" bezeichnet die Seite der Kontaktiereinrichtung, an der der Deckel
angeordnet ist, "unten" bezeichnet die Seite der Kontaktiereinrichtung, an der
sich der Rahmen bzw. Kontaktträger befindet. Die genannten Ausdrücke
beziehen sich also auf eine Orientierung der Kontaktiereinrichtung, wie sie in
den Figuren dargestellt ist.
Gemäß der Erfindung wird eine Kontaktiereinrichtung bzw. ein Kartenleser für
eine SIM- oder Chip-Karte vorgesehen, die bzw. der einen Kontaktträger
aufweist, in den eine SIM-Karte quer, d. h. mit ihrer Längsseite voraus,
eingesetzt werden kann. Vorzugsweise wird der Deckel zum Öffnen des
Kartenlesers um eine Schwenkachse verschwenkt, die parallel zu einer
Längsseite des Gehäuses ist. Die Schwenk- oder Drehachse ist in einer
Schwenkposition des Deckels weiter weg von einer hinteren Längsseite des
Kontaktträgers als in seiner Verriegelungsposition. Dadurch ist es möglich,
den Kartenleser in verfügbare Hinterschneidungen in einem Gerät ein
zubauen, da beim Öffnen des Deckels nicht die gesamte Fläche des Karten
lesers als Freiraum über dem Kartenleser benötigt wird.
Im übrigen könnte eine Verriegelung des Deckels anstatt durch Bewegung
nach hinten, wie es oben beschrieben wurde, auch durch entsprechende
Bewegung nach vorn oder zur Seite erfolgen, wie dem Fachmann ohne
weiteres klar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung sind die
Kontakte mit ihren Längsachsen parallel zu den Längsseiten des Gehäuses
bzw. Rahmens des Kontaktträgers angeordnet. Ihre Lötenden befinden sich
vollständig im Flächenbereich des Rahmens. Vorzugsweise ist ein Fenster im
Deckel ausgebildet, das einen Zugriff auf die Lötenden der Kontakte auch bei
geschlossenem Deckel vorsieht. Da der Kartenleser in der Regel mit
geschlossenem Deckel auf einer Leiterplatte montiert wird, hat dies den
Vorteil, daß die Lötenden der Kontakte auch bei geschlossenem Deckel
gelötet werden können.
Ferner ist es besonders vorteilhaft, wenn die Kontaktelemente
Kontaktelementenden in der Form von Kontaktkuppeln aufweisen, die
annähernd die Form eines nach oben gewölbten Kugeloberflächensegments
bzw. einer Kugelkalotte besitzen. Da die Karte gemäß der Erfindung quer zu
den Längsachsen der Kontaktelemente in das Gehäuse eingesetzt wird,
werden die Federarme der Kontakte beim Einsetzen quer belastet. Aufgrund
der Kuppelform der Kontaktelementenden wird die Beanspruchung der
Kontaktelemente quer zu ihren Längsachsen bzw. ihrem Federarm gemindert.
Vorzugsweise sind benachbart zu der Kugelkalotte an den
Kontaktelementenden seitliche "Flügel" oder Vorsprünge gebildet, die mit
Flächen bzw. Vorsprüngen des Kontaktträgers als Anschläge zur
Bewegungsbegrenzung dienen können. Insbesondere kann sich der Freiraum,
in den sich das Kontaktelement beim Kontaktieren bewegt, z. B. konisch
erweitert sein, um beim Kontaktieren eine seitliche Bewegungstoleranz des
Kontaktelements zuzulassen.
Ferner können am Kontaktträger Ausnehmungen zwischen den Lötenden der
Kontaktelemente vorgesehen sein, um eine Kurzschlußbildung durch
Lotbrücken zu verhindern, was ansonsten wegen der geringen Anschlußhöhe
der Lötanschlüsse bzw. wegen des geringen Abstands der Kontaktelemente
zueinander insbesondere bei leichtem Überstehen der Kontaktelemente über
den Kontaktträger hinaus vorkommen könnte.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung
entnimmt der Fachmann der folgenden Beschreibung, die zusammen mit den
Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
darstellt.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer SIM-Kartenkontaktier
einrichtung (im folgenden Kartenleser) eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Kartenlesers der Fig. 1 mit
eingesetzter SIM-Karte;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht des Kartenlesers der Fig. 1 von oben
mit geschlossenem Deckel;
Fig. 4 zeigt ein vergrößertes Detail der Fig. 1;
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils des Kartenlesers der Fig.
1 von unten mit geschlossenem Deckel in der Schwenk- bzw.
Entriegelungsposition;
Fig. 6 ist eine perspektivische Seitenansicht, die ein Lager des Kartenleser
der Fig. 1 zeigt;
Fig. 7 zeigt in einer Seitenansicht den Kartenleser der Fig. 1 eingebaut in
ein Gerät;
Fig. 8 zeigt eine Einzelheit des Kartenlesers gemäß Fig. 1, und zwar eine
Schnittansicht der relativen Anordnung von Kontaktelement und
Kontaktträger im Zustand ohne eingesetzte Karte; und
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils des Kartenlesers gem.
Fig. 1, wobei insbesondere auch die Ausnehmungen zwischen den
Kontakt- bzw. Lötenden der Kontaktelemente gezeigt sind.
Fig. 1 bis 9 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer SIM-Karten
kontaktiereinrichtung 1, die im folgenden kurz als Kartenleser 1 bezeichnet
wird. Die SIM-Kartenkontaktiereinrichtung 1 weist einen Kontaktträger 2 und
einen daran schwenkbar um eine Schwenkachse 10 gelagerten Deckel 5 auf.
Der Kontaktträger besitzt einen vorzugsweise aus Kunststoff bestehendes, als
Rahmen 4 ausgebildetes Gehäuse, in dem Kontaktelemente 3 angeordnet
sind. Die Kontaktelemente können auch mittels einer separaten Platte
(Kontaktträgerplatte) in das Gehäuse eingesetzt sein.
Fig. 2 zeigt den Kartenleser 1 mit einer eingesetzten SIM-Karte 6, die im
folgenden nur kurz als Karte 6 bezeichnet wird. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist,
wird die Karte 6 vollständig im Kontaktträger 2 aufgenommen. Die Längs- und
Querdimensionen des Kartenlesers 1 bzw. seines Kontaktträgers 2
entsprechen im wesentlichen den Dimensionen der Karte 6.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die in den Kontaktträger 2 eingelegte
Karte 6 durch Verschwenken des Deckels 5 aus einer Öffnungsposition (Fig.
1) in eine in Fig. 5 gezeigte (anfängliche) Schließposition an die
Kontaktelemente 3 angedrückt. Der Deckel 5 kann aus seiner anfänglichen
Schließposition (Fig. 5) in eine in Fig. 3 gezeigte verriegelte Schließposition,
kurz Verriegelungsposition, bewegt werden.
Der Rahmen 4 hat im wesentlichen (vergleiche Fig. 1) eine rechteckige
Grundform mit einer ersten oder vorderen und einer zweiten oder hinteren
Längsseite 12 bzw. 13 und mit einer ersten oder linken und einer zweiten oder
rechten Querseite 14 bzw. 15. An der Oberseite des Rahmens 4 ist eine
flache Bodenwand 16 ausgebildet. Der Kartenleser 1 kann mit einer
Unterseite 11 (Fig. 1 und 5) des Rahmens 4 auf eine Leiterplatte (nicht
gezeigt) montiert werden.
An der zweiten Querseite 15 des Rahmens 4 ist eine Ausnehmung 18
ausgeformt. An der gegenüberliegenden ersten Querseite 14 des Rahmens 4
ist ein Vorsprung 19 ausgebildet.
An der vorderen Längsseite 12 und an der hinteren Längsseite 13 sind
jeweilige Führungs- und Anschlagmittel für die Karte vorgesehen. An der
vorderen Längsseite 12 erstreckt sich ein Steg 20 von der Bodenwand 16 des
Rahmens 4 aus nach oben. Zum Inneren des Rahmens 4 hin ist am Steg 20
eine Führungsschräge 21 ausgebildet. Die Führungsschräge 21 ist beim in
der Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel fortlaufend bis zur Bodenwand 16
des Rahmens 4 ausgebildet. In der Fig. 2 (und auch in der Fig. 3) ist eine
leichte Abwandlung der Führungsschräge 21 gezeigt, wobei die
Führungsschräge 21 nicht bis zur Bodenwand 16 des Rahmens 4 verläuft.
Ferner sind an der vorderen Längsseite 12 zwei Deckel-Führungsvorsprünge
22 angeordnet, die ebenfalls zum Inneren des Rahmens 4 hin
Führungsschrägen 23 aufweisen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel
erstreckt sich der Steg 20 mit der Führungsschräge 21 über die gesamte
Länge der vorderen Längsseite 12 und es sind zwei Deckel-
Führungsvorsprünge 22 vorgesehen.
An der hinteren Längsseite 13 ist eine Rückwand 24 ausgebildet, die für die
einzusetzende Karte als ein Anschlag dient. Zur Rückwand 24 hin, schräg
nach unten verlaufend ist eine Führungsschräge 25 in der Bodenwand 16 des
Rahmens 4 ausgebildet. Die Höhe der Rückwand 24 entspricht in etwa der
Höhe der einzusetzenden Karte 6. Am oberen Ende der Rückwand 24,
vorzugsweise in der Mitte von der hinteren Längsseite 13 ist eine obere
Kartenhalterung 26 angeordnet. Die obere Kartenhalterung 26 weist einen
Vorsprung 27 auf, der sich in Richtung zum Rahmeninneren von der
Rückwand 24 aus erstreckt. An einer Unterseite 28 des Vorsprungs 27 ist eine
Führungsschräge 29 ausgebildet, die schräg nach unten verläuft.
Die Rückwand 24 erstreckt sich im in der Fig. 1 gezeigten Ausführungs
beispiel über die gesamte Länge der hinteren Längsseite 13. Sie kann jedoch
auch unterbrochen sein und sich nur über Teile der hinteren Längsseite 13
erstrecken wie in der in so fern abgewandelten Form der Fig. 2 und 3. Dabei
ist die Rückwand 24 nur im Bereich der Kartenhalterung 26 und an
Eckbereichen 30 und 31 ausgebildet.
In dem in der Fig. 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist unterhalb
der Kartenhalterung 26 im Rahmen 4 eine Ausnehmung 32 vorgesehen.
Ferner sind im Rahmen 4 sechs Kontaktelemente-Ausnehmungen 33 ausge
bildet, die einen Freiraum für die einzusetzenden Kontaktelemente 3
darstellen.
Fig. 5 zeigt eine Teilansicht des Kartenlesers 1 von unten, in der einige der
Kontaktelemente-Ausnehmungen 33 benachbart zur zweiten Querseite 15,
also zur Ausnehmung 18 im Rahmen 4, vergrößert gezeigt sind. Die
Ausnehmungen 33 werden an einer Seite in Richtung zur zweiten Querseite
15 hin durch Stege 34 abgeschlossen. Benachbart zu den Stegen 34 sind
Rastausnehmungen 35 für das Verrasten der Kontaktelemente 3 im Rahmen
4 vorgesehen. Schließlich sind in Richtung zur Ausnehmung 18 hin Klemm
stege 36 ausgeformt, die ebenso für die Verrastung der Kontaktelemente 3 im
Rahmen 4 dienen. Das zuvor Gesagte gilt ebenso für die Ausbildung der
Ausnehmungen 33, die gegenüberliegend benachbart zur ersten Querseite 14
des Rahmens angeordnet sind. Für die Verrastung und Halterung der Kontakt
elemente 3 an der ersten Querseite 14 sind ebenfalls Stege 34, Rastausnehmungen
35 und Klemmstege 36 vorgesehen, die jedoch in den Figuren
nicht genauer gezeigt sind. Die Klemmstege 36 für die Kontaktelemente 3 an
der ersten Querseite 14 sind am Vorsprung 19 ausgebildet.
In der Fig. 1 erkennt man, daß an der ersten Querseite 14 und an der zweiten
Querseite 15 jeweils Verriegelungsmittel 40 angebracht sind. Vorzugsweise
weisen die Verriegelungsmittel 40 Verriegelungshaken auf, an denen Ver
riegelungsflächen 41 und Anschlagflächen 42 und 43 ausgebildet sind. Die
Verriegelungshaken sind nahe an der vorderen Längsseite 12 des Rahmens 4
angeordnet. Eine Innenseite 44 der Verriegelungshaken dient im vorderen
Bereich des Rahmens 4 als eine Anlagefläche für die einzusetzende Karte 6.
Im hinteren Bereich des Rahmens 4 nahe der hinteren Längsseite 13 dienen
Innenseiten 45 und 46 von Seitenwandteilen 47 und 48 als innere hintere
Seitenanlageflächen für die einzusetzende Karte 6. Der erste Seitenwandteil
47 ist an der ersten Querseite 14 angeordnet und der zweite Seitenwandteil
48 ist an der zweiten Querseite 15 angeordnet. Die Innenseitenoberfläche 46
am zweiten Seitenwandteil 48 verläuft schräg in Bezug auf die Rückwand 24
und dient als Polarisationsschräge, die mit einer Polarisationsschräge der
Karte 6 zusammenarbeitet, um die Orientierung der Karte 6 beim Einsetzen
festzulegen.
An den jeweiligen Außenseiten 49 und 50 der ersten und zweiten Seiten
wandteile 47 bzw. 48 sind Lager 51, 52 am Rahmen 4 ausgebildet, die mit
entsprechenden Lagern des Deckels 5 zusammenarbeiten, um so den Deckel
5 für ein Verschwenken bzw. eine Drehung zum Öffnen und Schließen und
auch für das Ver- und Entriegeln zu lagern.
Fig. 1 und Fig. 6 zeigen, daß die Lager 51, 52 an den beiden
Seitenwandteilen 47 bzw. 48 gleich ausgebildet sind. Daher wird im folgenden
nur das Lager 52 beschrieben. Das Lager 52 ist in Fig. 6 vergrößert
dargestellt, und zwar ohne den eingesetzten Deckel 5. Das Lager 52 ist eine
Ausnehmung im zweiten Seitenwandteil 48 und besitzt im wesentlichen die
Form eines langgestreckten Rechtecks, dessen Längsseiten sich horizontal
erstrecken. Ein Steg 53 ist im Lager 52 ausgebildet und unterteilt dieses in
horizontaler Richtung in zwei Teile. Ein erster Teil definiert eine Schwenk-
oder Lagerstelle 54 und ein zweiter Teil definiert eine Verriegelungsstelle 55.
Eine flache Oberseite 56 des Stegs 53 liegt tiefer als die Außenseite 50 des
zweiten Seitenwandteils 48. Das Lager 52 ist nach vorne zu einer vorderen
Seitenoberfläche 57 des zweiten Seitenwandteils 48 hin geöffnet. Benachbart
zur vorderen Seitenoberfläche 57 ist im Lager 52 ein zweiter Steg 58
angeordnet, dessen Ober- bzw. Außenseite 59 tiefer als die Außenseite 50
des zweiten Seitenwandteils 48 liegt. Am zweiten Steg 58, der auch als
Überlaststeg 58 bezeichnet werden kann, ist zum Inneren des Lagers 52 hin
eine Schräge 61 ausgebildet. Im oberen Bereich des Seitenwandteils 48 ist
eine Einsetzöffnung 63 ausgeformt. Die Einsetzöffnung 63 ist benachbart zur
Lagerstelle 54 angeordnet. Im oberen Bereich ist eine Führungsschräge 64
ausgebildet, die das Einsetzen des Deckels 5 erleichtert. Die Tiefe der Aus
nehmung für die Einsatzöffnung 63 ist geringer als die Tiefe der Ausnehmung
für das Lager 52. Das Lager 52 am zweiten Seitenwandteil 48 ist mit
eingesetztem Deckel 5 in den Fig. 2 und 4 dargestellt.
Der insbesondere in den Fig. 1, 3 und 5 gezeigte Deckel 5 besitzt - siehe Fig.
1 - eine im allgemeinen rechteckige Form mit einer vorderen oder ersten
Längsseite 72, einer hinteren oder zweiten Längsseite 73, einer linken oder
ersten Querseite 74 und mit einer rechten oder zweiten Querseite 75. Zwei
Schwenkarme 76 und 77 erstrecken sich von den Querseiten 74 bzw. 75 aus
nach hinten über die hintere Längsseite 73 hinaus. An der vorderen
Längsseite 72 sind zwei Ausnehmungen 78 ausgebildet, die mit den Deckel-
Führungsvorsprüngen 22 am Rahmen 4 zusammenarbeiten. Anschließend an
die vordere Längsseite 72 sind an den Querseiten 74 und 75
Verriegelungsmittel bzw. Verriegelungshaken 80 ausgebildet. Die
Verriegelungshaken 80 arbeiten mit den Verriegelungshaken 40 am Rahmen
4 zusammen, um den Deckel 5 in seiner Verriegelungsposition am Rahmen 4
verriegeln zu können.
Fig. 3 zeigt den Deckel 5 in seiner Verriegelungsposition. Daher ist in der Fig.
3 eine Oberseite 84 des Deckels 5 sichtbar. An der Oberseite 84 des Deckels
5 ist eine Schräge 85 an der hinteren Längsseite 73 ausgebildet, die schräg
nach hinten und unten verläuft.
Nahe der rechten Querseite 75 ist im Deckel eine Öffnung ausgebildet, die als
Lötfenster 86 dient. Bei geschlossenem Deckel 5 ist das Lötfenster 86 im
Bereich über einer Innenkante der Ausnehmung 18 in der zweiten oder
rechten Querseite 15 des Kontaktträgers 4 angeordnet. Zwei weitere
Öffnungen 87 und 88 sind im Deckel 5 ausgebildet und so angeordnet, daß
sie bei geschlossenem Deckel 5 über den inneren Bereichen der
Ausnehmungen 33 für die Kontaktelemente 3 positioniert sind. Die Funktion
der Öffnungen 86, 87 und 88 wird nachfolgend noch genauer beschrieben.
In der Fig. 1 ist die Hakenform des Verriegelungshakens 80 an der linken
Querseite 74 des Deckels sichtbar. Am Verriegelungshaken 80 ist eine untere
Anlagefläche 90 und eine vordere Anschlagfläche 91 ausgebildet. Wie besser
in Fig. 5 ersichtlich ist, arbeiten die Anlagefläche 90 und die
Verriegelungsfläche 41 des Verriegelungshakens 40 am Rahmen 4
zusammen, wenn der Deckel 5 nach hinten geschoben wird, um den Deckel 5
gegen ein Öffnen zu verriegeln. Die Anschlagfläche 91 am Deckel 5 und die
Anschlagfläche 42 am Verriegelungshaken 40 am Rahmen 4 begrenzen die
Bewegung des Deckels in eine Richtung nach hinten.
An den beiden Querseiten 74 und 75 des Deckels 5 sind ferner zwei An
schlagflächen 93 ausgebildet. Die Anschlagflächen 93 arbeiten mit den
Anschlagflächen 43 am Rahmen 4 (siehe Fig. 5) zusammen, um eine
Bewegung des geschlossenen Deckels 5 in eine Richtung nach vorne zu
begrenzen.
An den Schwenkarmen 76 und 77 sind Dreh- bzw. Lagerzapfen 94 ange
ordnet, wobei der Lagerzapfen 94 am Schwenkarm 77 an der zweiten
Querseite des Deckels in Fig. 5 sichtbar ist. Die Lagerzapfen 94 besitzen
einen im allgemeinen zylindrische Form und werden in den Lagern 51 und 52
gelagert.
Die Schwenkarme 76 und 77 sind nach oben abgewinkelt (bezüglich des
geschlossenen Deckels), so daß bei geschlossenem Deckel ein Freiraum
zwischen der Unterseite des Deckels und der Bodenwand 16 des Rahmens 4
für die Karte 6 vorgesehen ist. Diesem Zweck dienen auch am Deckel
ausgebildete Seitenwandteile 95 und 96, deren vordere Oberflächen die
Anschlagflächen 93 bilden. Die Innenseitenflächen der Seitenwandteile 95
und 96 am Deckel dienen als Anlageflächen für die einzusetzende Karte 6.
Wie bereits erwähnt, sind Kontaktelemente 3 in den Rahmen 4 eingesetzt. In
Fig. 1 sind sechs Kontaktelemente 3 gezeigt, von denen jeweils drei an der
ersten Querseite 14 bzw. an der zweiten Querseite 15 angeordnet sind.
Beispielhaft für alle Kontaktelemente 3 wird nun der genauere Aufbau der
Kontaktelemente 3 anhand des (gem. Fig. 1) am weitesten rechts befindlichen
Kontaktelements 3 an der zweiten oder rechten Querseite 15 des Rahmens 4
beschrieben. Dieses Kontaktelement 3 ist nochmals vergrößert in der Fig. 4
dargestellt. Das Kontaktelement 3, welches auch als Kugelkontaktelement
bezeichnet werden kann, setzt sich im wesentlichen aus einem Federarm 103,
einer insbesondere halbkugelförmigen Kontaktkuppe 104 und einem Lötende
105 zusammen. Die Kontaktkuppe 104 und das Lötende 105 sind an
entgegengesetzt liegenden Enden des Federarms 103 angeordnet. Die
Kontaktkuppe 104 ist wie gesagt halbkugel- oder kuppelförmig bzw. in der
Form einer Kugelkalotte ausgebildet, so daß sie bezüglich einer vertikalen
Achse rotationssymmetrisch ist. Benachbart zur Kontaktkuppe 104 sind am
Federarm zwei seitliche Vorsprünge 106 ausgebildet, die mit zwei
Vorsprüngen 107 zusammenarbeiten, die in der Kontaktelement-Ausnehmung
33 ausgebildet sind. Die seitlichen Vorsprünge 106 am Federarm 103 und die
Vorsprünge 107 in der Ausnehmung 33 verhindern eine Bewegung es
Kontaktelements 3 nach oben und halten den Federarm 103 in einer
vorgespannten Stellung. Gleichzeitig wird dadurch eine seitliche Abstützung
bzw. Bewegungsbegrenzung der Kontaktelementenden erreicht. Durch eine
konische Ausbildung der Ausnehmung 33 wird eine zunehmende seitliche
Bewegungsfreiheit der Kontaktelementenden bei zunehmender Auslenkung
erreicht.
Fig. 8 zeigt die relative Anordnung eines beispielhaften Kontaktelements 3 mit
Kontaktkuppe 104 sowie seitlichen Vorsprüngen 106 am Federarm 103
einerseits und der konisch ausgebildeten Ausnehmung 33 mit schrägen
Seitenwänden 33a und den Vorsprüngen 107 als Anschlag andererseits.
An den Lötenden 105 der Kontaktelemente 3 sind Rastmittel bzw. Befesti
gungsmittel 108 ausgebildet. Die Befestigungsmittel 108 sind im dargestellten
Ausführungsbeispiel in einer Öffnung ausgebildete, laschenähnliche Vor
sprünge, die in die Rastausnehmungen 35 (siehe Fig. 5) im Rahmen 4
gedrückt werden, um darin zu verrasten und die Kontaktelemente 3 im
Rahmen 4 zu haften. Die Lötenden 105 sind zur Unterseite 11 des Rahmens 4
hin gebogen. Wie am besten in Fig. 5 zu sehen ist, schließen die Unterseiten
der Lötenden 105 mit der Unterseite 11 des Rahmens 4 ab und die Lötenden
sind über die Klemmstege 36 im Rahmen geklemmt. Die eingebauten
Kontaktelemente 3 sind mit Längsachsen 110 parallel zu den Längsseiten 12
und 13 des Rahmens orientiert.
Somit werden die Kontaktelemente 3 an den Lötenden 105 im Rahmen 4
gehalten. Alternativ könnten die Kontaktelemente 3 im Rahmen 4 durch
Spritzguß gehalten sein.
Der Federarm 103 der Kontaktelemente liegt benachbart zu den Lötenden 105
auf einem entsprechenden der Stege 34 auf. In der Ausnehmung 33 ist der
Federarm 103 frei für eine Auslenkung nach unten. Durch die Auflage auf dem
Steg 34 und die Einschränkung der Bewegung nach oben durch die
Vorsprünge 107 und 108 ist der Federarm vorgespannt.
Wie in Fig. 9 gezeigt ist, können vorzugsweise im Bereich zwischen den
Lötenden 105 der Kontaktelemente 3 Ausnehmungen 109 im Kontaktträger 2
vorgesehen sein, um eine Kurzschlußbildung durch Lotbrücken zu verhindern,
was ansonsten wegen der geringen Anschlußhöhe der Lötanschlüsse bzw.
wegen des geringen Abstands der Kontaktelemente zueinander insbesondere
bei leichtem Überstehen der Kontaktelemente über den Kontaktträger hinaus
vorkommen könnte. Die Ausnehmungen 109 sind übrigens in Fig. 1, 4 und 5
nicht dargestellt, können aber an der Unterseite des Kontaktträgers 2 etwa im
Bereich zwischen den Klemmstegen 36 bzw. den Lötenden 105 vorgesehen
sein, wie in Fig. 9 in Einzelheiten gezeigt ist.
Vor Inbetriebnahme des Kartenlesers 1 werden die Schwenk- oder
Drehzapfen 94 des Deckels 5 von oben her durch die Einsetzöffnungen 63 in
die Lager 51 bzw. 52 eingesetzt. Dabei gleiten sie in die Schwenk- oder
Lagerstellen 54 am Rahmen 4 des Kontaktträgers 2. Der Deckel 5 kann in
dieser Position geöffnet bzw. geschlossen, also in den Lagerstellen 54
verschwenkt werden.
Bei offenem Deckel kann die Karte 6 in den Kontaktträger 2 eingesetzt
werden, wobei sie beim Einsetzen durch die Führungsschrägen 21 und 23 an
der vorderen Längsseite 12 des Kontaktträgers 2 geführt wird. Im Bereich der
hinteren Längsseite 13 wird die Karte 6 bzw. ihre Oberseite durch die
Führungsschräge 29 an der oberen Kartenhalterung 26 geführt. Die
genannten Führungsschrägen dienen insbesondere auch zur Führung der
Karte bei deren Entnahme. Die Kontaktkuppen 104 der Kontaktelemente 3
drücken die Karte bei offenem Deckel 5 leicht nach oben weg von der
Bodenwand 16 des Kontaktträgers 2. Im Bereich der hinteren Längsseite 13
des Kontaktträgers 2 wird die Karte beim Einsetzen wie auch insbesondere
bei deren Entnahme hinsichtlich einer Bewegung nach oben durch die
Kartenhalterung 26 gehalten. Da die Karte 6 bei offenem Deckel 5 im Bereich
der vorderen Längsseite 12 nach oben gedrückt wird, liegt sie leicht schräg im
Kontaktträger 2, wobei sie im hinteren Bereich des Kontaktträgers 2 durch die
Führungsschräge 25 in der Bodenwand 16 abgestützt wird und an ihrer
Oberseite durch die Unterseite 28 des Vorsprungs 27 gegen ein Ausweichen
nach oben gehalten wird.
Beim Schließen des Deckels 5 wird die Karte 6 nach unten gedrückt und liegt
dann auf der Bodenwand 16 auf. Dabei werden auch die Kontaktkuppen 104
der Kontaktelemente 3 nach unten durch die Unterseite 83 des Deckels 5
gedrückt, bis die Unterseite der Karte 6 auf der Bodenwand 16 des
Kontaktträgers 4 aufliegt.
Der geschlossene Deckel 5 kann dann nach hinten verschoben werden. Dazu
muß eine Kraft an den Deckel 5 in Richtung nach hinten parallel zur
Bodenwand 16 angelegt werden, so daß die Drehzapfen 94 aus der
Lagerstelle 54 über die Stege 53 in den Lagern 52 bzw. 51 in die
Verriegelungsstelle 55 schnappen, wo sich der Deckel 5 in seiner
Verriegelungsposition befindet. Gleichzeitig werden die Haken 40 am Rahmen
4 mit den Haken 80 am Deckel 5 verriegelt und verhindern somit die
Bewegung des Deckels 5 nach oben.
Zum Entriegeln des Deckels 5 wird der Deckel nach vorne geschoben, so daß
die Drehzapfen 94 aus den Verriegelungsstellen 55 über die Stege 53 in die
Lagerstellen 54 in den Lagern 51 bzw. 52 schnappen. Bei einer übermäßigen
Belastung bzw. Kraftanwendung auf den in einer Öffnungsstellung
befindlichen Deckel 5 in Vorwärtsrichtung können die Drehzapfen 94 über die
Stege 58 aus den Lagern 52 bzw. 51 herausschnappen, bevor entweder die
Drehzapfen 94 am Deckel 5 oder die Lager 51 bzw. 52 durch die übermäßige
Kraftanwendung beschädigt werden. Der Steg 58 dient somit als Überlast
sicherung. Der herausgesprungene Deckel 5 kann dann wieder über die
Einsetzöffnungen 63 in die Lager 51 bzw. 52 eingesetzt werden. Nachfolgend
wird anhand der Fig. 7 ein Beispiel erläutert.
Bei geschlossenem Deckel 5 sind zudem die Anschlagflächen 93 am Deckel 5
und die Anschlagflächen 43 am Kontaktträger 4 wirksam, die eine Bewegung
des geschlossenen Deckels 5 nach vorne einschränken.
Fig. 7 zeigt den Kartenleser 1 eingebaut in ein Gerät bzw. ein Gerätegehäuse
200. Der Kartenleser 1 kann aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
mit seiner Hinterseite in eine Hinterschneidung 201 in das Gerätegehäuse 200
eingesetzt werden. Zum Öffnen des Deckels 5 wird dieser nach vorne (nach
rechts in Fig. 7) geschoben und die Drehachse bzw. die Drehzapfen 94
befinden sich nicht mehr in der Hinterschneidung. Daher kann der Deckel 5 in
dieser Stellung leicht geöffnet werden. Bei geschlossenem Deckel 5 wird
dieser in Richtung nach hinten (nach links in Fig. 7) in die Hinterschneidung
201 in die seine Verriegelungsposition hinein geschoben. Vorzugsweise ist es
für das Einsetzen der Karte 6 ausreichend, den Deckel 5 um 60° aus seiner
Schließstellung heraus zu öffnen.
Beim Öffnen des Deckels 5 mit den Drehzapfen 94 in den Lagerstellen 54
kann es dennoch vorkommen, daß der Deckel 5 zu weit geöffnet wird und
beispielsweise an eine Kante bzw. ein Teil 202 des Gerätegehäuses anstößt.
Bei weiterer Kraftaufwendung in die Öffnungsrichtung gegen ein solches
Geräteteil 202, das sich über den Drehzapfen 94 befindet, wird ein
Gegenmoment auf die Drehzapfen 94 in Richtung nach vorne ausgeübt. In
diesem Fall sind die Überlaststege 58 in den Lagern 51 bzw. 52 von Vorteil,
da sie es ermöglichen, daß die Drehzapfen 94 aus den Lagern 51 bzw. 52
herausspringen, bevor entweder die Drehzapfen 94 oder die Lager 51 bzw. 52
beschädigt werden.
Der Kartenleser 1 wird in der Regel mit geschlossenem Deckel 5 auf eine
Leiterplatte (nicht gezeigt) montiert. Die Lötenden 105 der Kontaktelemente 3,
die an der ersten oder linken Querseite 14 des Kontaktträgers angeordnet
sind, ragen etwas aus dem Kontaktträger bzw. dem Kartenleser 1 hervor
(siehe Fig. 1 oder Fig. 3). Deshalb können sie bei einer Montage auf eine
Leiterplatte leicht mit dafür vorgesehenen Lötflächen verlötet werden, auch
bei geschlossenem Deckel. Die Lötenden 105 der Kontaktelemente 3 an der
zweiten oder rechten Querseite 15 sind jedoch an der Ausnehmung 18
angeordnet und somit kann bei geschlossenem Deckel nicht seitlich des
Kartenlesers 1 auf sie zugegriffen werden. Diese Lötenden 105 der
Kontaktelemente 3, die in der Ausnehmung 18 angeordnet sind, sind jedoch
durch das Lötfenster 86 zugänglich, und können somit auch bei
geschlossenem Deckel 5 an Lötflächen auf der Leiterplatte gelötet werden.
Die Fenster bzw. die Öffnungen 87 und 88 sind bei geschlossenem Deckel 5
gerade über den Kontaktkuppen 104 der Kontaktelemente 3 angeordnet.
Durch die Öffnungen 87 und 88 ist daher ein Zugriff auf die Kontaktkuppen
104 auch bei geschlossenem Deckel 5 (jedoch ohne Karte) gewährt. Somit
können die Kontakte an ihren Kontaktkuppen 104 nach der Montage bei
geschlossenem Deckel 5 und ohne eingesetzter Karte 6 mit geeigneten
Testgeräten getestet werden.
Abwandlungen der Erfindung sind möglich. So könnte beispielsweise die
Karte im Deckel geführt sein. Dazu wären am Deckel Führungsvorrichtungen
vorgesehen, so daß die Karte bei geöffnetem Deckel parallel zu diesem
eingesetzt werden kann und dann zusammen mit dem Deckel bewegt wird, bis
die Karte bei geschlossenem Deckel auf dem Kontaktträger aufliegt.
Ferner kann im Deckel oder am Kontaktträger ein Kartenanwesenheitsschalter
und/oder ein Verriegelungs- oder Endlagenschalter vorgesehen sein. Der
Schalter könnte beispielsweise einen Federarm mit einem abgeschrägten,
vorspringenden oder verdickten Ende aufweisen, welches durch die
eingeschobene Karte ausgelenkt wird und dadurch einen offenen Kontakt
schließt oder auch einen geschlossenen Kontakt öffnet. Dadurch kann
angezeigt werden, ob überhaupt eine Karte eingelegt ist bzw. ob die Karte
sich korrekt in der Endlage, d. h. in Lesestellung, befindet.
Ferner ist es möglich, daß nur Teile des Deckels schwenkbar am
Kontaktträger gelagert sind.
Claims (26)
1. Kartenleser (1) zur Aufnahme einer zwei Längs- und zwei Querseiten
aufweisenden Chip- insbesondere einer SIM-Karte (6), wobei der Kartenleser
folgendes aufweist:
einen Kontaktträger (2), der ein Gehäuse insbesondere einen Rahmen (4) aufweist, in dem Kontaktelemente (3) angeordnet sind, und
einen Deckel (5), der zumindest teilweise schwenkbar um eine Schwenkachse (10) am Kontaktträger (2) durch Lagermittel (51, 52; 76, 77, 94) gelagert ist,
wobei die Schwenkachse (10) parallel zu den Längsseiten der Karte (6) verläuft.
einen Kontaktträger (2), der ein Gehäuse insbesondere einen Rahmen (4) aufweist, in dem Kontaktelemente (3) angeordnet sind, und
einen Deckel (5), der zumindest teilweise schwenkbar um eine Schwenkachse (10) am Kontaktträger (2) durch Lagermittel (51, 52; 76, 77, 94) gelagert ist,
wobei die Schwenkachse (10) parallel zu den Längsseiten der Karte (6) verläuft.
2. Kartenleser (1) nach Anspruch 1, wobei der Kontaktträger (2) zwei
beabstandete Quer- (14, 15) und zwei beabstandete Längsseiten (12, 13)
aufweist, die Anlagemittel zur Anlage der SIM-Karte (6) bilden.
3. Kartenleser (1) nach Anspruch 2, wobei die Schwenkachse (10) benachbart
zu einer Längsseite (13) des Kontaktträgers (2) verläuft.
4. Kartenleser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei
offenem Deckel (5) die SIM-Karte oder Karte (6) in einer Richtung senkrecht zu
den Längsseiten (12, 13) des Kontaktträgers (2) in diesen eingesetzt wird.
5. Kartenleser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
Längsachsen (110) der Kontaktelemente (3) parallel zu den Längsseiten (12, 13)
des Kontaktträgers (2) verlaufen.
6. Kartenleser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Kontaktelemente (3) Lötenden (105) an einem Ende eines Federarms (103)
aufweisen, die so ausgebildet sind, daß sie in den Rahmen (4) eingeschoben
werden können und federnd mit diesem verrasten.
7. Kartenleser (1) nach Anspruch 6, wobei die Kontaktelemente (3) am
anderen Ende des Federarms (103) Kontaktkuppen (104) aufweisen, die im
wesentlichen die Form einer Kugelkalotte besitzen.
8. Kartenleser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei am
Kontaktträger (2) Führungsmittel (21, 23, 25, 29) ausgebildet sind, die die SIM-
Karte (6) beim Einsetzen in den Kontaktträger (2) führen.
9. Kartenleser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der
Kontakttäger (2) obere erste Anlagemittel (26) und der Deckel (5) obere zweite
Anlagemittel (83) aufweisen, die an einer Oberseite der SIM-Karte zum Anliegen
kommen, um die eingesetzte SIM-Karte (6) gegen eine Bewegung nach oben zu
halten, und wobei die eingesetzte SIM-Karte (6) mit einer Unterseite auf einer
Bodenwand (16) des Kontaktträgers (2) aufliegt.
10. Kartenleser (1) nach Anspruch 9, wobei die oberen ersten Anlagemittel eine
Kartenhalterung (26) aufweisen, die an der hinteren Längsseite (13) des
Kontaktträgers (2) angeordnet ist und eine obere Haltefläche (28) für die Karte (6)
aufweist.
11. Kartenleser (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die
Führungsmittel (21, 23, 25, 29) eine an der Kartenhalterung (26) anschließend an
die Haltefläche (28) ausgebildete erste Führungsschräge (29) und eine
benachbart zur hinteren Längsseite (13) des Kontaktträgers (2) angeordnete
zweite Führungsschräge (25) aufweisen.
12. Kartenleser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei am
Kontakttäger (2) seitliche Anlagemittel (44, 45, 46), vordere Anlagemittel (20) und
hintere Anlagemittel (24) für die Karte (6) ausgebildet sind, wobei die seitlichen
Anlagemittel (44, 45, 46) eine Polarisationsschräge (46) aufweisen, die die
Einsetzorientierung der SIM-Karte festlegt.
13. Kartenleser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Lagermittel (51, 52; 76, 77, 94) zwei am Deckel (5) angeordnete Schwenkarme
(76, 77) mit Schwenkzapfen (94) aufweisen, die in entsprechenden Lagern (51,
52) an ersten und zweiten Querseiten (14, 15) des Kontaktträgers (4) gelagert
sind, wobei die Schwenkzapfen (94) in den Lagern (51, 52) in Querrichtung von
einer Schwenkposition in einer Schwenkstelle (54) in eine Rast- bzw.
Verriegelungsposition in einer Verriegelungsstelle (55) verschiebbar sind.
14. Kartenleser (1) nach Anspruch 13, wobei zwischen der Schwenkstelle (54)
und der Verriegelungsstelle (55) ein Steg (53) angeordnet ist, der einer Bewegung
der Schwenkzapfen (94) aus den jeweiligen Stellen entgegenwirkt.
15. Kartenleser nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Lager (51, 52)
benachbart zur Schwenkstelle (54) eine Öffnung (63) aufweisen, durch die die
Schwenkzapfen (94) in die Lager (51, 52) eingesetzt werden können.
16. Kartenleser nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Lager (51, 52)
an einem Vorderende nach vorne offen sind, wobei an diesem Vorderende ein
Überlastsicherung (58) ausgebildet ist, die es erlaubt, daß die Schwenkzapfen
(94) bei einer übermäßigen Belastung nach vorne aus den Lagern (51, 52)
austreten.
17. Kartenleser (1) nach Anspruch 16, wobei die Überlastsicherung (58) einen
Steg (58) mit einer Schräge (61) aufweist.
18. Kartenleser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der
Deckel (5) in Querrichtung parallel zu den Querseiten der Karte (6) verschiebbar
ist und Anschlagmittel (93) und Rastmittel (80) aufweist,
wobei die Rastmittel (80) mit Verriegelungsmitteln (40) am Kontaktträger (2) zusammenarbeiten, um den Deckels (5) in der Verriegelungsposition zu verriegeln und ihn dort halten,
wobei die Anschlagmittel (93) mit Anschlagmitteln (43) am Kontaktträger (2) zusammenarbeiten, um eine Bewegung des Deckels (5) aus der Verriegelungsposition heraus einzugrenzen.
wobei die Rastmittel (80) mit Verriegelungsmitteln (40) am Kontaktträger (2) zusammenarbeiten, um den Deckels (5) in der Verriegelungsposition zu verriegeln und ihn dort halten,
wobei die Anschlagmittel (93) mit Anschlagmitteln (43) am Kontaktträger (2) zusammenarbeiten, um eine Bewegung des Deckels (5) aus der Verriegelungsposition heraus einzugrenzen.
19. Kartenleser nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 18, wobei der
Deckel (5) Ausnehmungen bzw. Öffnungen besitzt,
wobei erste und zweite Ausnehmungen (87, 88) bei geschlossenem Deckel
über den Kontaktkuppen (104) der Kontaktelemente (3) liegen und einen Zugriff
darauf ermöglichen.
20. Kartenleser nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 19, wobei
eine dritte Ausnehmung bzw. Öffnung (86) im Deckel (5) bei geschlossenem
Deckel über den Lötenden (105) von Kontaktelementen (3) liegt und einen Zugriff
darauf ermöglicht.
21. Kartenleser nach Anspruch 7, wobei benachbart zu der Kontaktkuppe
seitliche Vorsprünge (106) am Kontaktelement (103) ausgebildet sind, die mit
Anschlägen bzw. Vorsprüngen (107) am Kontaktträger (2) zusammenwirken, um
eine Bewegung des Kontaktelements (103) zu begrenzen.
22. Kartenleser nach Anspruch 21, wobei der Kontaktträger (2) Ausnehmungen
(33) für die Kontaktelemente (3) aufweist, wobei die Ausnehmungen (33)
zumindest im Bereich der Kontaktkuppen konisch ausgebildet sind und eine
Hinterschneidung bilden, so daß sich bei zunehmender Auslenkung der
Kontaktelemente eine zunehmende seitliche Bewegungsfreiheit für die
Kontaktelemente ergibt.
23. Kartenleser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Kontaktelemente (3) Lötenden (105) aufweisen, wobei im Bereich zwischen
den Lötenden (105) der Kontaktelemente Ausnehmungen (109) im
Kontaktträger (2) vorgesehen sind.
24. Kartenleser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ferner
ein Kartenanwesenheitsschalter und/oder ein Kartenendlagenschalter
vorgesehen ist.
25. Kartenleser nach Anspruch 24, wobei der Kartenanwesenheitsschalter
und/oder Kartenendlagenschalter im Deckel (5) angeordnet ist.
26. Kartenleser nach Anspruch 24, wobei der Kartenanwesenheitsschalter
und/oder Kartenendlagenschalter im Kontaktträger (2) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
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DE10003068A DE10003068B4 (de) | 1999-11-03 | 2000-01-25 | SIM-Kartenkontaktiereinrichtung mit quer angeordnetem Deckel |
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DE (1) | DE10003068B4 (de) |
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