DE10051693A1 - Smartcard-Connector sowie Schaltkontaktelement, insbesondere für einen Smartcard-Connector - Google Patents

Smartcard-Connector sowie Schaltkontaktelement, insbesondere für einen Smartcard-Connector

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Abstract

Ein Smartcard-Connector hat einen Kontaktträger, in dem Lesekontakte und mindestens zwei einen Schalter bildende Schaltkontaktelemente angeordnet sind, die das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein einer Smartcard im Smartcard-Connector abfühlen. Die zumindest zwei Schaltkontaktelemente sind identisch ausgebildet und symmetrisch im Kontaktträger derart angeordnet, daß die Smartcard mindestens eines der Schaltkontaktelemente in Kontakt mit dem anderen Schaltkontaktelement bringen bzw. einen vorhandenen Kontakt lösen kann, um zur Anzeige des Vorhandenseins bzw. Nichtvorhandenseins der Karte den Schalter zu öffnen bzw. zu schließen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Smartcard-Connector sowie auf ein Schaltkontaktelement insbesondere für einen Smartcard-Connector. Smart­ card-Connectoren besitzen häufig einen Schaltkontakte bzw. - kontaktelemente aufweisenden Schalter, der dazu dient, beispielsweise das Vorhandensein einer Karte im Smartcard-Connector oder aber auch die End­ position der Karte anzuzeigen. Die bereits bekannten einen solchen Schalter bildenden Schaltkontakte besitzen unterschiedliche Kontaktarme, um einen definierten Kontaktpunkt zu erzeugen, der aus senkrecht zueinander stehen­ den Längskuppen (gekreuzte Längskuppen) entsteht. Das hat die Folge, daß bei der Herstellung dieser unterschiedliche Kontaktarme aufweisenden Schaltkontakte für deren Stanzwerkzeuge ein erhöhter Aufwand erforderlich ist. Ferner sind beim Galvanisieren die verschiedenen geometrischen Gege­ benheiten in Betracht zu ziehen, und bei der Montage der bekannten Kontakt­ arme sind unterschiedliche Vorgänge und Abläufe erforderlich.
Die vorliegenden Erfindung beabsichtigt, einen Smartcard-Connector und ins­ besondere für einen Schalter in einem solchen Smartcard-Connector ver­ wendbare Schaltkontaktelemente derart vorzusehen, daß der beim Stanzen, Galvanisieren und Montieren der Schaltkontaktelemente auftretende Aufwand minimiert bzw. vermieden wird, wobei aber gleichzeitig eine definierte Kon­ taktgabe (gekreuzte Längskuppe) beibehalten wird.
Kurz gesagt sieht die Erfindung einen Smartcard-Connector gemäß Anspruch 1 und 9 sowie einen Kartenanwesenheitsschalter gemäß Anspruch 16 und ein Schaltkontaktelement gemäß Anspruch 17 vor. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der erfindungsgemäße Schalter besitzt im allgemeinen zwei identisch und symmetrisch ausgebildete Schaltkontaktelemente, die insbesondere zwei identische und symmetrische Kontaktarme aufweisen. Hierdurch muß beim Stanzen nur eine Geometrie erzeugt werden, das Galvanisieren kann auf nur ein Bauteil für einen "kompletten" Schalter optimiert werden, und die Montage kann gleiche Abläufe für beide Schaltkontaktelemente bzw. Schaltarme ein­ setzen. Um auch bei dieser Anordnung eine "gekreuzte Längskuppe" für si­ chere Kontaktgabe zu erhalten, wurde eine Sicke im Winkel von etwa 45 Grad im Kontaktierbereich angeprägt und bildet somit auf der anderen Seite eine Längskuppe. Da die beiden Kontaktelemente mit ihren Schalt- oder Schalter­ armen spiegelbildlich (symmetrisch) eingebaut werden, ergibt sich ein Winkel von etwa 90 Grad unter dem sich die beiden Längskuppen berühren und so­ mit einen definierten Kontaktpunkt entstehen lassen.
Wie weiter unten im Einzelnen erläutert werden wird, sind die erfindungsge­ mäßen Schaltkontaktelemente vorzugsweise für das Einrasten in den Kon­ taktträger ausgelegt und eignen sich wie die üblicherweise vorhandenen Le­ sekontakte für das Reflow-Löten.
Vorzugsweise sind die Schaltkontaktelemente als NC (normally closed, d. h. normalerweise geschlossen) ausgelegt und erlauben eine direkte Abfrage der Kartenanwesenheit. Da ein NC-Schalter mit Vorspannung in den Kontaktele­ menten versehen sein muß, besteht eine gewisse Schwierigkeit, die Funktion des Schalters auch nach dem Reflow-Löten zu gewährleisten. Hierin liegt eine Besonderheit der erfindungsgemäßen Kontaktelemente: Die Rast- bzw. Befe­ stigungsebene der erfindungsgemäßen Kontaktelemente steht senkrecht zur Betätigungsebene. Um hier nun die Lötfähigkeit im Reflow-Ofen zu gewährlei­ sten, ist es notwendig, den Flächendruck, der sich durch die Vorspannung ergibt, so gering zu halten, daß ein Relaxieren des den Kontaktträger bilden­ den Formstoffs und damit der Verlust der Vorspannung der Schaltkontaktele­ mente verhindert wird. Dies wird durch eine spezielle Maßnahme erreicht: Die Rastebene wurde erfindungsgemäß bewußt verlängert. Damit ist die Seiten­ fläche, welche die Widerlagekräfte an den Formstoff überträgt, genügend groß. Dadurch hält sich der Flächendruck, verursacht durch Vorspannung und Schalterbetätigung, in einem Bereich auf, der nur sehr geringe Relaxations­ verluste verursacht. Über eine "Tasche" im Formstoff wird diese "künstliche Verlängerung" gehalten, und bietet damit dem gesamten Kontaktelement weiteren Halt im Kontaktträger.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 ist eine perspektivische Draufsicht auf einen Smartcard-Connector der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine seitliche, vergrößerte Detailansicht des Smartcard-Connectors der Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 der Fig. 1;
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf ein hinteres Teil des Smartcard-Connectors der Fig. 1 und zeigt insbesondere Schaltkontaktelemente, die zum Bestim­ men des Karteneinschubzustandes eingesetzt werden;
Fig. 5 ist eine skizzenhafte Darstellung des Bereiches der sich überlappenden Schaltkontaktelemente der Fig. 1 bis 4;
Fig. 6 ist eine perspektivische Detailansicht des Kontaktarmendabschnittes eines einzelnen Schaltkontaktelements des Smartcard-Connectors der Fig. 1.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Smartcard-Connector bzw. SIM-Kartenleser 10, dargestellt in der Fig. 1, der dazu dient, insbesondere eine Smartcard oder eine andere geeignet ausgebildete Karte aufzunehmen und zu kontaktieren. Hierzu weist der Smartcard-Connector 10 einen Kontakt­ träger 12 auf, der für die Aufnahme der nicht gezeigten Smartcard entspre­ chend ausgestaltet ist und zudem Lesekontakte 14 aufweist. Die Smartcard wird von vorne in den Kontaktträger 12 eingeschoben, wobei Kontaktzonen der Smartcard auf den jeweiligen Lesekontakten 14 zum Ruhen kommen.
Erfindungsgemäß befindet sich im hinteren Teil des Smartcard-Connectors 10 ein Kartenanwesenheitsschalter 11, der dazu dient, anzuzeigen, ob eine Smartcard in dem Kontaktträger 12 eingeschoben bzw. eingelegt ist. Hierzu weist der Smartcard-Connector 10 zwei Schaltkontaktelemente 13a, 13b auf.
Beschreibung eines der Schaltkontaktelemente
Anhand der Fig. 2 bis 6 wird eines der Schaltkontaktelemente 13a, 13b beschrieben. Es wird jedoch betont, daß beide Schaltkontaktelemente iden­ tisch sind. Das Schaltkontaktelement 13a weist einen Befestigungsabschnitt 16, einen Kontaktarm 15 und einen Kontaktarmendabschnitt 17 auf. Der Befe­ stigungsabschnitt 16, der am besten in der Fig. 2 zu sehen ist, dient zur Befe­ stigung des Schaltkontaktelements 13a an dem Kontaktträger 12. Der Befe­ stigungsabschnitt 16 weist einen flächigen Auflageteil 19 auf, der mit dem Kontaktarm 15 verbunden ist. Der Auflageteil 19 befindet sich in einer Ebene senkrecht zu der Ebene, in der der Kontaktarm 15 liegt. In derselben Ebene, die im folgenden als Befestigungsebene bezeichnet wird, wie der Auflageteil 19 befindet sich ein Kontakteinschubteil 25, der am besten in der Fig. 3 zu sehen ist. Der Kontakteinschubteil 25 ist mit dem Auflageteil 19 und dem Kontaktarm 15 verbunden und bildet eine Anlagefläche 250 senkrecht zum flächigen Auflageteil 19. Weiterhin bildet der Auflageteil 19 eine Öffnung mit einem nach unten weisenden Rasthaken 18. Am äußeren Ende des Auflage­ teils 19 wird ein Bügelelement 20 gebildet, dessen Unterseite 200 die Lötflä­ che bildet.
Wie bereits erwähnt, befindet sich rechtwinklig zur Ebene des Befestigungs­ abschnitts 16 der lattenförmige Kontaktarm 15, der den Befestigungsabschnitt 16 mit dem Kontaktarmendabschnitt 17 verbindet. Der Kontaktarmendab­ schnitt 17, siehe Fig. 5 und 6, weist einen Vorsprung 26 (sowie einen Kon­ taktteil 30) auf. Während der Vorsprung 26 im montierten Zustand des Schalt­ kontaktelements entweder bezüglich des Kontaktträgers 12 nach vorne oder nach hinten ragt, befindet sich der Kontaktteil 30 in der Ebene des Kontakt­ arms 15. Der Kontaktteil 30 besitzt eine Kontaktfläche 27, auf der sich eine vorzugsweise durch eine Sicke gebildete Längskuppe 28 befindet. Diese Längskuppe 28 verläuft diagonal über die Kontaktfläche 27, wobei im bevorzugten Ausführungsbeispiel die Längskuppe 28 in einem 45-Grad-Winkel re­ lativ zu einer Achse, die durch den Kontaktarm und Kontaktfläche verläuft, liegt. Im montierten Zustand kreuzt sich diese Längskuppe 28 mit der Längs­ kuppe 28 eines anderen, identischen Schaltkontaktelements, und definiert so eine Kontaktgabe ("gekreuzte Längskuppe"), wenn die zwei Schaltkontakte­ lemente 13a, 13b in Eingriff stehen.
Montage der Schaltkontaktelemente
Um den Schalter 11 zum Abfühlen der Anwesenheit bzw. Nicht-Anwesenheit einer Smartcard in dem Smartcard-Connector 10 zu bilden, werden zwei der zuvor beschriebenen Schaltkontaktelemente 13a, 13b im hinteren Bereich des Kontaktträgers 12 jeweils aufmontiert, und zwar derart, daß sich die Kontakt­ arme 15 der mindestens zwei Kontaktelemente 13a und 13b aufeinander zu und im wesentlichen parallel zu der Querausrichtung des Kontaktträgers 12 erstrecken. Erfindungsgemäß sind die mindestens zwei Schaltkontaktele­ mente 13a, 13b identisch und werden symmetrisch auf dem Kontaktträger 12 montiert.
Die Symmetrieeigenschaften werden nun im folgenden mit Bezug auf Fig. 4 genauer beschrieben. Da die beiden Schaltkontaktelemente 13a, 13b iden­ tisch sind, wird jeweils ein Schaltkontaktelement von jeder Seite des Kontakt­ trägers 12 her aufgeschoben, so daß sich die Kontaktflächen 27 überlagern, wobei die jeweiligen Längskuppen 28 aufeinander zu weisen, und gegebe­ nenfalls miteinander in Eingriff stehen, wobei die aufeinanderliegenden Längskuppen 28 einen Kontaktpunkt 29 definieren. Bevorzugterweise schnei­ den sich die Längskuppen 28 unter einem Winkel von 90 Grad. Durch die er­ findungsgemäße Anordnung der beiden Schaltkontaktelemente ergibt sich eine Punktsymmetrie, um den Symmetriepunkt P (siehe Fig. 4). Befinden sich die beiden Schaltkontaktelemente 13a, 13b in Eingriff miteinander, d. h. der Schalter ist geschlossen, fällt der Symmetriepunkt P mit dem Kontaktpunkt 29 zusammen.
Zur Befestigung der Schaltkontaktelemente weist der Kontaktträger 12 jeweils im linken hinteren Bereich und rechten hinteren Bereich eine Aussparung 21 mit einer zusätzlichen Ausnehmung 22 in der Aussparung 21 auf. Des weite­ ren befindet sich im hinteren mittleren Bereich des Kontaktträgers 12 eine Überdeckung 24, die mit dem Boden des Kontaktträgers 12 einen Hohlraum oder eine Tasche bildet. Am hinteren Rand des Kontaktträgers 12 befindet sich zudem eine Längsführung 23 und ein Anschlag 31. Beim seitlichen Ein­ schieben eines Schaltkontaktelements 13a, 13b wird dieses von der Längs­ führung 23 zunächst geführt, bis schließlich der Kontakteinschubteil 25 in der durch die Überdeckung gebildete Tasche, sowie der Auflageteil 19 in der Aus­ sparung 21 zum Liegen kommt. In der Endposition liegt die Anlagefläche 250 des Kontakteinschubteils 25 an einer Anlagefläche 120 des Kontaktträgers 12 an. Ferner rastet zudem in der Endposition der Rasthaken 18 durch eine nach unten vorgesehene Vorspannung in der Ausnehmung 22 der Aussparung 21 ein und verhindert ein rückwärtiges Bewegen des Schaftkontaktelements 13a, 13b aus seiner Endposition heraus. Der Bügel 20 steht zudem in der Endposi­ tion des Schaltkontaktelements 13a, 13b in Eingriff mit dem Boden des Kon­ taktträgers 12 und fixiert das Schaltkontaktelement 13a, 13b zusätzlich in sei­ ner Endposition.
Funktion des Kartenanwesenheitsschalters
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel befinden sich im Falle der montier­ ten Schaltkontaktelemente 13a, 13b die Längskuppen 28 bei nicht eingescho­ bener Smartcard in Kontakt miteinander. Durch Einschieben der Smartcard kommt der Vorsprung 26 des Schaltkontaktelements 13a in Eingriff mit der Smartcard, und wird nach hinten ausgelenkt, was den vorher bestehenden Kontakt zwischen den beiden Schaltkontaktelementen 13a, 13b öffnet und eine Anzeige dafür ermöglicht, daß die Smartcard eingelegt bzw. eingescho­ ben wurde.
Die Funktion, wie oben beschrieben, wurde im Zusammenhang mit einem ge­ schlossenen Schalter bei Anwesenheit der Smartcard beschrieben, die vorliegenden Erfindung kann jedoch genauso mit einem offenen Kontaktzustand bei Nicht-Anwesenheit einer Smartcard ausgebildet werden, und zwar durch eine ausreichende Vorverlegung des Schaltkontaktelements 13a, so daß der Kon­ taktteil 30 des Schaltkontaktelements 13a vor dem Kontaktteil 30 des Schalt­ kontaktelements 13b und von diesem beabstandet liegt. Zusätzlich müßten die Längskuppen auf die gegenüberliegende Seite der Kontaktfläche 27 um­ gesetzt werden.
Im beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Schaltkontaktelemente 13a, 13b in den Kontaktträger eingesetzt. Sie könnten aber auch eingearbeitet sein.
Zur Funktionalität des Smartcard-Connectors mit den Schaltkontaktelementen ist anzumerken, daß die Rast- bzw. Befestigungsebene mit den Befestigungs­ abschnitten der Schaltkontaktelemente 13a und 13b senkrecht zu der Betäti­ gungsebene, in der sich der Kontaktarm und der Kontaktteil 30 befindet, steht. Um in dieser Konfiguration nun die Lötfähigkeit im Reflow-Ofen zu gewährlei­ sten, ist es notwendig, den Flächendruck, der sich durch die Vorspannung ergibt, möglichst gering zu halten, um ein Relaxieren des Formstoffes und damit den Verlust der Vorspannung zu verhindern. Dies wird erreicht durch ein Verlängern der Rastebene in Form der Kontakteinschubfläche 25, wo­ durch die Seitenfläche, welche die Widerlagekräfte an den Formstoff übertra­ gen, genügend groß ist, wodurch sich wiederum der Flächendruck, verursacht durch Vorspannung und Schalterbetätigung, in einem Bereich aufhält, der nur sehr geringe Relaxationsverluste verursacht. Wie bereits vorher erwähnt, wird über eine Tasche im Formstoff, gebildet durch die Überdeckung 24, diese künstliche Verlängerung gehalten und bietet damit dem gesamten Schaltkon­ taktelement weiteren Halt im Kontaktträger 12.

Claims (17)

1. Smartcard-Connector mit einem Kontaktträger in dem Lesekontakte und mindestens zwei einen Schalter bildende Schaltkontaktelemente angeordnet sind, die das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein einer Smart-Card im Smartcard-Connector abfühlen, wobei die zumindest zwei Schaltkontaktelemente identisch ausgebildet und symmetrisch im Kontaktträger derart angeordnet sind, daß die Smart-Card mindestens eines der Schaltkontaktelemente in Kontakt mit dem anderen Schaltkontaktelement bringen, bzw. einen vorhandenen Kontakt lösen kann, um zur Anzeige des Vorhandenseins bzw. Nichtvorhandenseins der Karte den Schalter zu öffnen bzw. zu schließen.
2. Smartcard-Connector nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkontaktelemente einen Kontaktarm in einer Betätigungsebene und einen Befestigungsabschnitt in einer Befestigungsebene aufweisen.
3. Smartcard-Connector nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktarme der Schaltkontaktelemente ein Kontaktarmendstück mit einem Vorsprung und einer Kontaktfläche aufweisen.
4. Smartcard-Connector nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf der Kontaktfläche eine diagonal verlaufende Längskontaktkuppe (28), die vorzugsweise durch eine Sicke gebildet ist, befindet, wobei sich die Längskuppen (28) der Schaltkontaktelemente kreuzen und aufeinander liegen um einen Kontaktpunkt (29) zu definieren, wenn der Schalter geschlossen ist.
5. Smartcard-Connector nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Längskuppen unter einem Winkel von vorzugsweise 45° zu der Längsachse des Kontaktarms erstrecken.
6. Smartcard-Connector nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter geschlossen ist, wenn sich keine Smart-Card in dem Kontaktträger befindet und er nach Aufnahme der Smart-Card geöffnet ist.
7. Smartcard-Connector nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsebene und die Betätigungsebene senkrecht zueinander sind.
8. Smartcard-Connector nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung bei einem der Schaltkontaktelemente mit der Smart-Card bei deren Aufnahme in Eingriff gerät um den Kontaktarm auszulenken, während der Vorsprung an dem zumindest einem anderen Schaltkontaktelement dazu dient, den Kontaktarm gegenüber einer rückwärtigen Wand bzw. eines Anschlages des Kontaktträgers abzustützen.
9. Smartcard-Connector mit einem Kontaktträger in dem Lesekontakte und mindestens zwei einen Schalter bildende Schaltkontaktelemente angeordnet sind, die das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein einer Smart-Card im Smartcard-Connector abfühlen, wobei die Schaltkontaktelemente jeweils einen Befestigungsabschnitt aufweisen um die Schaltkontaktelemente an dem Kontaktträger zu befestigen und derart angeordnet sind, daß die Smart-Card mindestens eines der Schaltkontaktelemente in Kontakt mit dem anderen Schaltkontaktelement bringt, bzw. einen vorhandenen Kontakt lösen kann, um zur Anzeige des Vorhandenseins bzw. Nichtvorhandenseins der Karte den Schalter zu öffnen bzw. zu schließen, wobei der Befestigungsabschnitt einen breiten Auflageabschnitt zur Übertragung von Widerlagerkräften auf den Formstoff des Kontaktträgers aufweist, und der Kontaktträger eine Aussparung vorsieht, die im montierten Zustand der Schaltkontaktelemente den Auflageteil aufnimmt.
10. Smartcard-Connector nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt weiterhin einen Rasthacken in dem Auflageteil und die Aussparung im Kontaktträger eine weitere Ausnehmung vorsieht, wobei der Rasthacken im eingeschobenen Zustand durch eine Vorspannung in die Ausnehmung gedrückt wird und damit das Abrutschen der Schaltkontaktelemente von dem Kontaktträger verhindert.
11. Smartcard-Connector nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt einen Bügel besitzt, der eine Aufschieb-Bewegung des Schaltkontaktelementes auf den Kontaktträger führt.
12. Smartcard-Connector nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktträger eine Überdeckung, die eine Tasche bildet, und der Befestigungsabschnitt einen Kontakteinschubteil vorsieht, der nach der Montage der Schaltkontaktelemente in der gebildeten Tasche zum Liegen kommt.
13. Smartcard-Connector nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktträger Längsführungen zum Führen des Auflageteils und des Kontakteinschubteils des Befestigungsabschnittes aufweist.
14. Smartcard-Connector nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkontaktelemente der Schaltervorrichtung einen Kontaktarm in einer Betätigungsebene und den Befestigungsabschnitt in einer Befestigungsebene aufweisen.
15. Smartcard-Connector nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsebene und die Betätigungsebene senkrecht zueinander sind.
16. Kartenanwesenheitsschalter, insbesondere für einen einen Smartcard-Connector mit einem Kontaktträger in dem Lesekontakte und mindestens zwei einen Schalter bildende Schaltkontaktelemente angeordnet sind, die das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein einer Smart-Card im Smartcard-Connector abfühlen, wobei die zumindest zwei Schaltkontaktelemente identisch ausgebildet und symmetrisch im Kontaktträger derart angeordnet sind, daß die Smart- Card mindestens einen der Schaltkontakte in Kontakt mit dem anderen Schaltkontakt bringen, bzw. einen vorhandenen Kontakt lösen kann, um zur Anzeige des Vorhandenseins bzw. Nichtvorhandenseins der Karte den Schalter zu öffnen bzw. zu schließen.
17. Schaltkontaktelement, insbesondere für einen Smard-Card-Connector, insbesondere für eine Smart-Card, das folgendes aufweist:
einen Kontaktarm mit einem Kontaktarmendstück, der einen Vorsprung und eine Kontaktfläche mit einer diagonalen Längskuppe umfaßt,
einen Befestigungsabschnitt, der einen breiten Auflageteil zur Übertragung von Widerlagerkräften auf den Formstoff des Kontaktträgers, einen Rasthacken, einen Bügel und
einen Kontakteinschubteil aufweist.
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