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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kartenleser nach dem
Gegenstand des Patentanspruchs 1 beziehungsweise Chip- oder Smart-Card-Connector
mit einer Schutzklappe angeordnet in einem zur Aufnahme einer Smart-Card
dienenden Kartenschacht.
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Allgemein
bezieht sich die Erfindung auf eine Schmutzklappe für einen
Kartenleser. Kartenleser sind vielfach bekannt und weisen im Allgemeinen
ein Gehäuse
auf, in welches eine Smart-Card, SIM-Karte oder andere Karte eingeschoben
werden kann, um mit Kontaktelementen in elektrischen Kontakt zu kommen,
die mit ihren Kontaktenden in einem vom Gehäuse gebildeten Kartenschacht
ragen und entweder in einem Oberteil oder einem Unterteil des Gehäuses befestigt
sind. Es gilt dabei einerseits das Eindringen von Schmutz und Staub
durch den Karteneinsetzschlitz des Kartenlesers zu verhindern und andererseits
aber auch zu verhindern, dass mit Gegenständen von Außen zum Zweck der Manipulation oder
der Zerstörung
in den Karteneinsetzschlitz hineingetaucht wird. Darüber hinaus
besteht das Bedürfnis
allgemeiner Art, den Kartenleser von seinem Kontaktbereich zum Außenraum,
also außerhalb
des Kartengehäuses
und des Karteneinsetzschlitzes durch eine Schmutz- und Manipulationsschutzklappe zu
schützen.
Die Schmutz- und Manipulationsschutzklappe wird im Folgenden kurz
Schutzklappe genannt.
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Aus
der
DE 102 13 842
A1 sowie aus der
DE 103
21 242 A1 sind bereits Kartenleser mit einem Kartenaufnahmeraum
zum Einsetzen einer Karte bekannt, welche über eine Schutzklappe verfügen, die den
Kartenaufnahmeraum nach außen
hin verschließt
und die von einer Schließstellung
in eine Öffnungsstellung
verschwenkt werden können.
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Allerdings
ist es bei diesen Kartenlesern möglich,
die Verschlussklappe von außen
mit einem Gegenstand zu betätigen
und damit in den Kartenschacht einzudringen.
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Gerade
dies führt
in der Praxis zu erheblichen Problemen.
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Diese
Nachteile sollen mit vorliegender Erfindung überwunden werden.
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Diese
Probleme werden durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale
gelöst.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung zur Lösung vorgenannter Probleme
finden sich in den Unteransprüchen.
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Die
erfindungsgemäße Schutzklappe
ist vorzugsweise zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung
verschwenkbar, wenn sich die Schutzklappe in der Schließstellung
befindet, so ist der Kartenschacht zum Einsetzschlitz hin verschlossen
und nicht zugänglich.
Die Schutzklappe kann sich von dieser Schließstellung in eine Öffnungsstellung
bewegen lassen, so dass es möglich
wird, eine dafür
vorgesehene Karte in den Kartenleser einzusetzen, wobei die Schutzklappe
in den Öffnungszustand
verschwenkt. Vorzugsweise wird die Schutzklappe durch eine Rückstellfeder
in ihre Schließstellung
vorgespannt. Ferner erfolgt vorzugsweise der Übergang von der Schließstellung
zur Öffnungsstellung
dadurch, dass die Smart-Card beim Einschieben in den Kartenschacht
auf Rampen der Schutzklappe auftritt und über diese Rampen entgegen der Kraft
der Rückstellfeder
in die Öffnungsstellung
verschwenkt. Die Schutzklappe ist so in dem Gehäuse des Kartenlesers angebracht,
dass diese in ihrer Schließstellung
an dem Gehäusedeckel
beziehungsweise an deren Innenseite anliegt. Die Rückstellfeder ist
vorzugsweise ein Drahtfederbügel,
der dann, wenn die Schutzklappe betätigt wird, durch die Karte entgegen
der Rückstellkraft
der Drahtfeder weiter durchgebogen wird.
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Erfindungsgemäß ist die
Drahtfeder so mit der Schutzklappe wirkverbunden, dass bei Betätigung der
Schutzklappe durch das Einführen
einer Karte einerseits die Drahtfeder entlang ihrer Achse gebogen
wird und dabei die Schutzklappe eine Rotationsbewegung um eine zur
Aufnahmeachse der Drahtfeder parallel versetzte Achse durchführt. Die Rotationsachse
der Schutzklappe liegt vorzugsweise hinter der Achse der Drahtfeder
in Bezug auf die Einsetzöffnung.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels
anhand der Zeichnungen; in den Zeichnungen zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Smart-Card-Connectors mit
einem Deckel;
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2 eine
perspektivische Abbildung eines Smart-Card-Lesers gemäß 1,
jedoch ohne Deckel, im geöffneten
Zustand;
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3 eine
schräge
Ansicht eines erfindungsgemäßen Smart-Card-Connectors
ohne eingesetzte Schutzklappe;
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4 eine
perspektivische Ansicht einer Schutzklappe;
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5 eine
perspektivische Unteransicht einer Schutzklappe gemäß 4;
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6 eine
Schnittansicht entlang der Längsachse
eines Smart-Card-Connectors gemäß 1;
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7 eine
perspektivische Ansicht eines Smart-Card-Connectors mit beginnendem
Einsetzen einer Schutzklappe gemäß 4 und 5;
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8 eine ähnliche
Ansicht wie in 7, jedoch mit eingesetzter Drahtfeder;
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9 eine
teilperspektivische Ansicht gemäß 2 bei
dem die Schutzklappe vollständig
eingesetzt ist;
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10 eine
zu 9 gedrehte perspektivische Ansicht mit Sicht auf
die unbelastete Drahtfeder;
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11 eine
Schnittansicht quer durch den erfindungsgemäßen Smart-Card-Connector.
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1 zeigt
einen Kartenleser, vorzugsweise einen Chipkartenleser 1,
in der perspektivischen Ansicht. Der Smart-Card-Connector 1 umfasst
ein im Allgemeinen aus Kunststoff hergestelltes Gehäuse 2, welches
im dargestellten Ausführungsbeispiel
mit einem Oberteil oder einem Deckel 3 und einem Unterteil
ausgeführt
ist. Das Gehäuse
umfasst insbesondere einen Kontaktträger 4, wie in 2 dargestellt. Der
Kontaktträger 4 beinhaltet
einen Kontaktblock 5 zum Kontaktieren mit einer Smart-Card
oder einer für den
Kartenleser vorgesehenen Kontaktierkarte, welche mit den in den
Kontaktblock 5 eingesetzten Kontakte 6 kontaktieren
soll.
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In
dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kontakte 6 etwas
schräg
zur Einschubrichtung der Karte angeordnet. Dies hat den Vorteil,
dass die Kontakte 6 im Kontaktblock 5 beim Einschieben
der Karte in den Kartenleser nicht beschädigt werden. Zwischen dem Kontaktträger 4 und dem
Deckel 2 ergibt sich ein Aufnahmeraum 12 zur Aufnahme
der mit dem Smart-Card-Connector zu kontaktierenden Karte. An der
Vorderseite des Kartenlesers befindet sich ein nach außen hin
zum Aufnahmeraum 12 befindlicher Einsetzschlitz 11 zum Einführen der
Karte in den Aufnahmeraum 12. Der Einsetzschlitz geht vorzugsweise
nahezu über
die gesamte Breite des Kartenlesers 1.
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Im
Deckel des Kartenlesers befinden sich Prüföffnungen 13, die dazu
geeignet sind, im zusammengebauten Zustand die Lage der Kontakte 6 im Kontaktträger 4 und
somit im Kontaktblock 5 zu überprüfen. Unmittelbar hinter dem
Einsetzschlitz 11, vorzugsweise nahezu über die gesamte Breite des
Kartenlesers 1, ist eine Schutzklappe 7 angebracht,
wie diese in 2 dargestellt ist. Die Schutzklappe 7 ist in
eine dafür
vorgesehene Ausnehmung 14 im Kontaktträger 4 angeordnet.
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In 3 ersichtlich,
ist die Lage und die Form der Ausnehmung 14, welche sich
aus einem ersten quer verlaufenden Ausnehmungsabschnitt 15 und
zwei dazu senkrecht orientierten längsverlaufenden Ausnehmungsabschnitten 16a, 16b zusammensetzt.
Vorzugsweise sind die längsverlaufenden
Ausnehmungsabschnitte 16a, 16b mit dem quer verlaufenden
Ausnehmungsabschnitt 15 gekreuzt, so dass sich zwei Kreuzungspunkte 17a, 17b ergeben.
Vorzugsweise sind die quer- und längsverlaufenden Ausnehmungsabschnitte 15, 16a, 16b im
Wesentlichen als U-förmige
Kastenrinne ausgebildet. Circa in der Mitte des quer verlaufenden
Ausnehmungsabschnittes 15 befindet sich ein teilweise in
den Ausnehmungsabschnitt 15 hineinragender Vorsprung 18. Der
Vorsprung 18 ragt in etwa bis in die Hälfte der Breite der Ausnehmung 14 hinein,
sprich bis circa in die Hälfte
des querverlaufenden Ausnehmungsabschnittes 15. Der Vorsprung 18 verfügt über eine
obere Auflagefläche 19,
die in ihrer Orientierung im Wesentlichen parallel zur Auflagefläche der
Karte verläuft.
Es ist auch denkbar, diese etwas schräg dazu anzuordnen. Neben der
Auflagefläche 19 befindet sich
eine Nase am Vorsprung 18, die nach oben, also senkrecht
zur Auflagefläche 19 aus
dem Vorsprung 18 hervorragt. Der Vorsprung 18 mit
seiner Auflagefläche 19 dient,
wie noch später
genauer erläutert,
als Auflagefläche
einer Drahtfeder 32, der Schutzklappe 7, wobei
die Nase 20 dazu geeignet ist, die Drahtfeder 32 in
ihrer Lage senkrecht zur Einschubrichtung der Karte zu fixieren.
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An
dem zum einschubseitigem Ende abgewandten Seite der längsverlaufenden
Ausnehmungsabschnitte 16a, 16b befinden sich Lagerelemente 21a, 21b.
Die Lagerelemente sind etwas verbreitert ausgebildet gegenüber der
Breite der längsverlaufenden
Ausnehmungsabschnitte und ragen somit zu den Außenseiten des Kartenlesers
innerhalb des Kontaktträgers 4 aus.
An den Seitenwänden
der Lagerelementen 21a, 21b befinden sich im Wesentlichen
zylinderförmige
Aussparungen 22a, 22b. Diese zylinderförmigen Aussparungen 22a, 22b dienen
als Drehlager für
die Schutzklappe 7.
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Die
in 3 gezeigte Ausnehmung 14 dient der Aufnahme
einer Schutzklappe 7, wie diese in 4 und 5 gezeigt
ist. Die Schutzklappe 7 besteht aus einem im Wesentlichen
quer verlaufenden Steg 23 und zwei dazu in einem Winkel
von 90° angeordnete
Verbindungsabschnitte 24a, 24b. Die Verbindungsabschnitte 24a, 24b sind
in ihrer Geometrie korrespondierend zu den beiden längsverlaufenden Ausnehmungsabschnitten 16a, 16b ausgebildet,
so dass diese vollständig
in die längsverlaufenden
Ausnehmungsabschnitte 16a, 16b eintauchen können.
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Ebenso
ist der quer verlaufende Steg 23 im Wesentlichen in seiner
Geometrie so ausgebildet, dass er vollständig in die quer verlaufenden
Ausnehmungsabschnitte 15 eintauchen kann. Die beiden Verbindungsabschnitte 24a, 24b setzen
sich zusammen aus einem jeweils angeordneten Lagerabschnitt 25a, 25b und
einem Rampenabschnitt 26a, 26b. Somit umfasst
jeder Verbindungsabschnitt 24a, 24b jeweils einen
Lagerabschnitt 25a, 25b und einen Rampenabschnitt 26a, 26b.
Die Lagerabschnitte 25a, 25b ragen von dem Steg 23 weg
und umfassen ferner jeweils einen zylinderförmigen Nocken 27a, 27b,
welcher am Ende der Lagerabschnitte 25a, 25b so
angebracht ist, dass der Lagernocken nach Außen über die Lagerabschnitte 25a, 25b hinausragt.
Die Geometrie der Lagernocken entspricht den Ausnehmungen der zylinderförmigen Aussparungen 22a, 22b der
korrespondieren Lagerelemente 21a, 21b im Kontaktträger 4 und
somit in der Ausnehmung 14.
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Wie
in 5 dargestellte Unteransicht der Schutzklappe 7,
gemäß 4,
spannt die untere Auflagefläche 28 eine
im Wesentlichen ebene Fläche auf,
die im montierten Zustand auf der Auflagefläche der Ausnehmungen 14, 15, 16 aufliegt.
Die Verbindungsabschnitte 24a, 24b bilden mit
dem Steg 23 Kreuzungspunkte 29a, 29b.
Die Teile der Verbindungsabschnitte 24a, 24b,
die als Rampenabschnitte 26a, 26b von den Kreuzungspunkten 29a, 29b zum steckseitigen
Ende hin ausgebildet sind, sind als trapezförmige Rampenabschnitte geformt.
Das heißt, beginnend
vom vordersten Ende steigen die Rampenabschnitte 26a, 26b in
ihrer geometrischen Abmessung bis zu den Kreuzungspunkten 29a, 29b auf deren
Höhe an,
so dass sich schrägere
Rampenflächen 30a, 30b an
der Oberseite der Rampenabschnitte 26a, 26b befinden.
Auf der Unterseite der Schutzklappe 7 befinden sich, wie
in 5 dargestellt, Ausnehmungen 31a, 31b,
die nahe den Kreuzungspunkten 29a, 29b jeweils
in den Verbindungsabschnitte 24a, 24b angebracht
sind.
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Diese
Ausnehmungen 31a, 31b dienen der Aufnahme einer
Drahtfeder 32. Die Ausnehmungen 31a, 31b sind
so angeordnet, dass diese parallel zur Längserstreckung des Steges 23 verlaufen
und eine darin montierte Drahtfeder 32 vorzugsweise im
Wesentlichen parallel zum Steg 23 eingebracht ist. Die Schutzklappe 7 wird
vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, welches über flexible,
elastische Eigenschaften verfügt.
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Wie
in 7 gezeigt, kann die Schutzklappe 7 auf
einfache Weise in den Kontaktträger 4 eingesetzt
werden.
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7 zeigt
den Zustand kurz nachdem die Schutzklappe 7 von oben in
die längsverlaufenden Ausnehmungsabschnitte 16a, 16b,
beziehungsweise deren Ende, wo sich die Lagerelemente 21a, 21b befinden,
eingesetzt werden. Dabei federn die beiden Verbindungsabschnitte 24a, 24b so
aus, dass sich diese sozusagen ein Stück weit aufeinander zu bewegen
und damit den Weg für
die Lagernocken 27a, 27b an den Seitenwänden der
Lagerelemente 21a, 21b freigeben, so dass die
Lagernocken 27a, 27b in die dafür vorgesehene
zylinderförmigen
Aussparungen 22a, 22b hineinschnappen. Dieser
Zustand ist in 7 gezeigt. In Folge der zylinderförmigen Ausgestaltung
der Lagerbuchsen und Lagernocken lässt sich die Schutzklappe 7 um
ihre Drehachse, welche parallel zum Steg 23 verläuft, drehen
und in die Ausnehmung 14 einschwenken, so wie dies in 6 gezeigt
ist.
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Wie
in 8 dargestellt, wird vor dem Einschwenken in die
in der 6 gezeigten Position eine Drahtfeder 32 in
die Ausnehmungen 31a, 31b von unten in die Schutzklappe 7 eingesetzt.
Vorzugsweise verfügen
die Ausnehmungen 31a, 31b über Rastmittel 33,
die dazu dienen, die Drahtfeder 32 sicher in ihrer Einsetzposition
zu halten, so dass diese bei Verschwenken der Schutzklappe 7 in
die in 6 gezeigte Position nicht aus ihrer Lage herausrutscht. Vorzugsweise
sind die Rastmittel 33 entlang der Tiefe der Ausnehmungen 31a, 31b abgestuft,
sozusagen abgetreppt angeordnet, so dass die Tiefe der Einbringposition
der Drahtfeder 32 in die Ausnehmungen 31a, 31b bestimmt
werden kann. Dies hat den Grund, dass im eingeschwenkten Zustand,
wie in 6, die Biegung und damit die Federkraft der Drahtfeder
bestimmt werden kann.
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In 6 gezeigt,
ist die Schutzklappe 7 in ihre eigentliche Schutzstellung
eingeschwenkt worden. Dabei liegt die Drahtfeder 32 auf
der Auflagefläche 19 des
Vorsprungs 18 auf. Die relative Position, sozusagen die
Höhe der
Auflagefläche 19,
ist dabei so gewählt,
dass es zu einer minimalen Durchbiegung der Drahtfeder 32 kommt
und bedingt durch die Federkraft die Schutzklappe 7 an
die Innenseite des Deckels 3 gedrückt wird. Dadurch versperrt
der Steg 23 den Zugang zum Aufnahmeraum 12 von
beziehungsweise durch den Einsetzschlitz 11. Dadurch wird
gewährleistet,
dass der Kartenleser 1 mit seinem Aufnahmeraum 12 nach
außen
hin durch die Schutzklappe 7 verschlossen ist. Die Federkraft
mit der die Schutzklappe 7 in ihrer Schließstellung
gehalten wird, wird definiert einerseits durch die Tiefe der Einbringung
der Drahtfeder 32 in die Ausnehmungen 31a, 31b,
sowie die dazu relative Höhe
der Auflagefläche 19 des
Vorsprungs 18.
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Durch
Skalierung dieser Maße
kann damit die Haltekraft der Schutzklappe 7 bestimmt werden.
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In 9 und 10 sind
jeweils perspektivische Ansichten der eingesetzten Schutzklappe 7 mit eingebrachter
Drahtfeder 32 in den Aufnahmeraum 12 des Kartenlesers 1 gezeigt.
Wie ersichtlich ist, liegt bedingt durch die Lage der Drahtfeder 32,
die sich auf der Auflagefläche 19 abstützt, die
Schutzklappe 7 mit ihrer Auflagefläche 28 oberhalb der
Auflage der Ausnehmung 14 und hängt somit sozusagen in der
Luft drehbar gelagert an den Lagernocken 27a, 27b.
Bei Druck auf die Schutzklappe 7 schwenkt diese in ihre Öffnungsposition
in die Ausnehmung 14 ein und gibt den Aufnahmeraum 12 zum
Einsetzschlitz 11 hin frei. Diese Freigabe erfolgt dadurch,
dass bei aufgebrachtem Deckel 3 auf das Gehäuse 2 ein
für die
Karte definierte Aufnahmeraum 12 die Karte beim Einschieben
durch den Einsetzschlitz 11 auf die schräge Rampenflächen 30a, 30b führt. Beim
Auftreffen der Vorderkante einer Karte auf die schrägen Rampenflächen 30a, 30b der
Rampenabschnitte 26a, 26b, werden diese zwangsweise
nach unten bewegt und die Schutzklappe 7 verschwenkt in
ihre Öffnungsstellung.
Bei weiterem Einschieben gleitet die Karte mit ihrem steckseitigen
Ende solange in den Aufnahmeraum 12 ein, bis diese am hinteren
Kartenanschlag 8 zum Anliegen kommt.
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Nach
Entnahme der Karte über
einen Betätigungsmechanismus 10 gleitet
die Karte wieder aus dem Kartenschacht heraus und nach Erreichen
der Position der Rampenabschnitte 26a, 26b wird
die Schutzklappe 7 noch vor vollständiger Entnahme der Karte aus
ihrer Öffnungsstellung
zurück
in ihre Schließstellung
bedingt durch die Federkraft der Drahtfeder 32 bewegt und
kommt erneut zum Anliegen an der Innenseite des Deckels 3.
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Dieser
Zustand ist in 11 dargestellt, bei einem Schnitt
quer durch den erfindungsgemäßen Kartenleser
und dem vorgelegten Ausführungsbeispiel.
Deutlich zu erkennen, ist die Durchbiegung der Drahtfeder 32 entlang
ihrer Achse.
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- 1
- Smart-Card-Connector/Kartenleser
- 2
- Gehäuse
- 3
- Deckel
- 4
- Kontaktträger
- 5
- Kontaktblock
- 6
- Kontakte
- 7
- Schutzklappe
- 8
- hinterer
Kartenanschlag
- 10
- Betätigungsmechanismus
- 11
- Einsetzschlitz
- 12
- Aufnahmeraum
- 13
- Prüföffnungen
- 14
- Ausnehmung
- 15
- quer
verlaufender Ausnehmungsabschnitt
- 16a,
16b
- längs verlaufender
Ausnehmungsabschnitt
- 17a,
17b
- Kreuzungspunkte
- 18
- Vorsprung
- 19
- Auflagefläche
- 20
- Nase
- 21a,
21b
- Lagerelemente
- 22a,
22b
- zylinderförmige Lagerbuchsen
- 23
- Steg
- 24a,
24b
- Verbindungsabschnitt
- 25a,
25b
- Lagerabschnitt
- 26a,
26b
- Rampenabschnitt
- 27a,
27b
- Lagernocken
- 28
- Auflagefläche
- 29a,
29b
- Kreuzungspunkte
- 30a,
30b
- schräge Rampenflächen
- 31a,
31b
- Ausnehmungen
- 32
- Drahtfeder
- 33
- Rastmittel