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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kartenleser
nach dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 Insbesondere bezieht
sie sich auf eine SIM-Kartenkontaktiereinrichtung beziehungsweise
auf einen SIM-Kartenleser (SIMLOCK®),
der einen Kontaktträger
und einen Deckel aufweist, wobei die SIM-Karte vorzugsweise in den
Kontaktträger
eingesetzt wird.
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In
der
EP 0 472 692 B1 bzw.
der
DE 40 08 655 A1 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 geschlossenem 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.
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Des
weiteren beschreiben die
DE
43 33 594 A1 und die
DE 36 42 424 A1 jeweils ein Gehäuse mit einem
Deckel zur Aufnahme einer Chip- oder IC-Karte, bei denen der Deckel um eine
parallel zu einer Längsseite
des Deckels angeordnete Schwenkachse relativ zum Gehäuse schwenkbar
ist.
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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 Einbau möglichkeiten
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.
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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.
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Die
vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, die zuvor genannten
Probleme von Kontaktiereinrichtungen des Stands der Technik zu überwinden.
Die Lösung
dieses Problems erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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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.
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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 einzubauen,
da beim Öffnen
des Deckels nicht die gesamte Fläche
des Kartenlesers als Freiraum über dem
Kartenleser benötigt
wird.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Erfindung wird in der folgenden Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen
anhand eines bevorzugtes Ausführungsbeispiel
näher erläutert.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer SIM-Kartenkontaktiereinrichtung
(im folgenden Kartenleser) eines bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht des Kartenlesers der 1 mit
eingesetzter SIM-Karte;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht des Kartenlesers der 1 von
oben mit geschlossenem Deckel;
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4 zeigt
ein vergrößertes Detail
der 1;
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5 ist
eine perspektivische Ansicht eines Teils des Kartenlesers der 1 von
unten mit geschlossenem Deckel in der Schwenk- bzw. Entriegelungsposition;
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6 ist
eine perspektivische Seitenansicht, die ein Lager des Kartenleser
der 1 zeigt;
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7 zeigt
in einer Seitenansicht den Kartenleser der 1 eingebaut
in ein Gerät;
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8 zeigt
eine Einzelheit des Kartenlesers gemäß 1, und zwar
eine Schnittansicht der relativen Anordnung von Kontaktelement und
Kontaktträger
im Zustand ohne eingesetzte Karte; und
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9 ist
eine perspektivische Ansicht eines Teils des Kartenlesers gem. 1,
wobei insbesondere auch die Ausnehmungen zwischen den Kontakt- bzw.
Lötenden
der Kontaktelemente gezeigt sind.
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Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
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1 bis 9 zeigen
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
einer SIM-Kartenkontaktiereinrichtung 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.
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2 zeigt
den Kartenleser 1 mit einer eingesetzten SIM-Karte 6,
die im folgenden nur kurz als Karte 6 bezeichnet wird.
Wie aus 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.
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Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
wird die in den Kontaktträger 2 eingelegte
Karte 6 durch Verschwenken des Deckels 5 aus einer Öffnungsposition
(1) in eine in 5 gezeigte
(anfängliche) Schließposition
an die Kontaktelemente 3 angedrückt. Der Deckel 5 kann
aus seiner anfänglichen Schließposition
(5) in eine in 3 gezeigte
verriegelte Schließposition,
kurz Verriegelungsposition, bewegt werden.
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Der Rahmen
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Der
Rahmen 4 hat im wesentlichen (vergleiche 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 (1 und 5)
des Rahmens 4 auf eine Leiterplatte (nicht gezeigt) montiert
werden.
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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.
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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 (Anlagemittel) 20 von Bodenwand 16 des
Rahmens 4 aus nach oben. Zum Inneren des Rahmens 4 hin
ist am Steg 20 eine Führungsschräge (Führungsmittel) 21 ausgebildet.
Die Führungsschräge 21 ist
beim in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel
fortlaufend bis zur Bodenwand 16 des Rahmens 4 ausgebildet.
In der 2 (und auch in der 3) ist eine
leichte Abwandlung der Führungsschräge 21 gezeigt,
wobei die Führungsschräge 21 nicht
bis zur Bodenwand 16 des Rahmens 4 verläuft.
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Ferner
sind an der vorderen Längsseite 12 zwei
Deckel-Führungsvorsprünge 22 angeordnet,
die ebenfalls zum Inneren des Rahmens 4 hin Führungsschrägen (Führungsmittel) 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.
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An
der hinteren Längsseite 13 ist
eine Rückwand
(Anlagemittel) 24 ausgebildet, die für die einzusetzende Karte als
ein Anschlag dient. Zur Rückwand 24 hin,
schräg
nach unten verlaufend ist eine Führungsschräge (Führungsmittel) 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 Unterseitel (Haltefläche) 28 Vorsprungs 27 ist
eine Führungsschräge (Führungsmittel) 29 ausgebildet,
die schräg nach
unten verläuft.
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Die
Rückwand 24 erstreckt
sich im in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel 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 2 und 3.
Dabei ist die Rückwand 24 nur
im Bereich der Kartenhalterung 26 und an Eckbereichen 30 und 31 ausgebildet.
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In
dem in der 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist unterhalb der Kartenhalterung 26 im Rahmen 4 eine
Ausnehmung 32 vorgesehen.
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Ferner
sind im Rahmen 4 sechs Kontaktelemente-Ausnehmungen 33,
die auch nur als Ausnehmung bezeichnet werden, ausgebildet, die
einen Freiraum für
die einzusetzenden Kontaktelemente 3 darstellen.
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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 Klemmstege 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 Kontaktelemente 3 an der
ersten Querseite 14 sind ebenfalls Stege 34, Rastaus nehmungen 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.
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In
der 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 Verriegelungsflächen 41 und Anschlagfläche (Anschlagmittel) 42 und 43 ausgebildet
sind. Die Verriegelungshaken sind nahe an der vorderen Längsseite 12 des
Rahmens 4 angeordnet. Eine Innenseit (Anlagemittel) 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 (Anlagemittel) 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.
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An
den jeweiligen Außenseiten 49 und 50 der
ersten und zweiten Seitenwandteile 47 bzw. 48 sind
Lager (Lagermittel) 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.
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1 und 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 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 aus
ausgebildet. Im oberen Bereich des Seitenwandteils 48 ist
eine Einsetzöffnung (Öffnung) 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 Ausnehmung 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 2 und 4 dargestellt.
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Der Deckel
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Der
insbesondere in den 1, 3 und 5 gezeigte
Deckel 5 besitzt – siehe 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 (Lagermittel) 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 (Rastmittel) 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.
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3 zeigt
den Deckel 5 in seiner Verriegelungsposition. Daher ist
in der 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.
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Nahe
der rechten Querseite 75 ist im Deckel eine Öffnung (Ausnehmung)
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
(Ausnehmungen) 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.
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In
der 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 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.
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An
den beiden Querseiten 74 und 75 des Deckels 5 sind
ferner zwei Anschlagflächen 93 ausgebildet.
Die Anschlagflächen
(Anschlagmittel) 93 arbeiten mit den Anschlagflächen 43 am
Rahmen 4 (siehe 5) zusammen, um eine Bewegung
des geschlossenen Deckels 5 in eine Richtung nach vorne zu
begrenzen.
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An
den Schwenkarmen 76 und 77 sind Dreh- bzw. Lagerzapfen
(Schwenkzapfen) 94 angeordnet, wobei der Lagerzapfen 94 am
Schwenkarm 77 an der zweiten Querseite des Deckels in 5 sichtbar
ist. Die Lagerzapfen 94 besitzen einen im allgemeinen zylindrische
Form und werden in den Lagern 51 und 52 gelagert.
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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.
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Kontaktelemente
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Wie
bereits erwähnt,
sind Kontaktelemente 3 in den Rahmen 4 eingesetzt.
In 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. 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 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.
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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.
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An
den Lötenden 105 der
Kontaktelemente 3 sind Rastmittel bzw. Befestigungsmittel 108 ausgebildet.
Die Befestigungsmittel 108 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel
in einer Öffnung
ausgebildete, laschenähnliche
Vorsprünge,
die in die Rastausnehmungen 35 (siehe 5)
im Rahmen 4 gedrückt
werden, um darin zu verrasten und die Kontaktelemente 3 im
Rahmen 4 zu halten. Die Lötenden 105 sind zur Unterseite 11 des
Rahmens 4 hin gebogen. Wie am besten in 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.
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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.
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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.
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Wie
in 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 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 9 in Einzelheiten gezeigt ist.
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Funktionsweise
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 Überlastsicherung. Der herausgesprungene
Deckel 5 kann dann wieder über die Einsetzöffnungen 63 in
die Lager 51 bzw. 52 eingesetzt werden. Nachfolgend
wird anhand der 7 ein Beispiel erläutert.
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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.
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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 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 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.
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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.
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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 1 oder 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.
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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.
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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.
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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.
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Ferner
ist es möglich,
daß nur
Teile des Deckels schwenkbar am Kontaktträger gelagert sind.