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Die Erfindung betrifft eine Kartenlesevorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Im Stand der Technik sind unterschiedliche Ausführungsformen von Kartenlesevorrichtungen, insbesondere von Pushmatic-Kartenlesevorrichtungen bekannt.
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Als Pushmatic-Kartenlesevorrichtung wird eine solche Kartenlesevorrichtung oder kurz ein Kartenleser bezeichnet, bei dem eine Karte in eine Karteneinführöffnung in den Kartenleser eingeschoben werden kann und dort mittels eines ersten Pushs auf die Karte am Ende der Einsteckbewegung in einer Leseposition verrastet wird, wobei nach Beendigung des Lesevorgangs eine Vorrichtung, vorzugsweise ein Magnetschalter, die Karte freigibt, so dass diese entweder automatisch aus der Kartenlesevorrichtung ausgeworfen wird oder jedenfalls aus dieser entfernbar ist.
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Aus der
DE 195 45 502 C1 ist eine Kartenlesevorrichtung für eine Karte mit einem Kartenschieber, einem Kontaktsatz, einer Karteneinführung, einem Ent-/Verriegelungsmechanismus und einem Haftmagneten bekannt.
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Weiterhin ist aus der
DE 199 10 454 A1 eine Kartenlesevorrichtung bekannt, mit einem beweglichen Kartenanschlag, der in der Lesestellung durch einen Elektromagneten gehalten wird.
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Im Stand der Technik sind dabei eine Vielzahl unterschiedlichster Verriegelungsvorrichtungen und Betätigungsmechaniken bekannt, um eine Karte, vorzugsweise eine Smart-Card oder eine Magnetkarte, in den Lesezustand überzuführen und dort sicher in seiner Leseposition zu verrasten. Neben dem sicheren Einführen der Karte und dem bestimmungsgemäßen Halten der Karte in der Leseposition ist es für ein funktionsfähigen Kartenleser ebenso wichtig, am Ende des Lesevorgangs durch eine Auswurfvorrichtung die Karte aus der Lesestellung in eine Entnahmestellung überzuführen.
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Insofern sind die im Stand der Technik bekannte Kartenleser so ausgeführt, dass ein mechanisches Entnehmen der Karte während des Leseprozesses möglichst verhindert wird. Dies geschieht einerseits dadurch, dass die Karte weit genug in den Kartenschlitz eintaucht, so dass das Kartenende nicht mehr mit der Hand erreichbar ist, um es während des Lesevorgangs zu greifen und die Karte aus seiner Lesestellung zu entfernen.
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Hierdurch kann beispielsweise ein elektronischer Fehler eintreten, die Karte beschädigt werden und/oder auch der Kartenleser einen Defekt erleiden.
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Neben diesen manuellen Eingriffen kommt es allerdings in der Praxis immer wieder vor, dass die Karte unbeabsichtigt aus der Lesestellung in folge einer mechanischen Beaufschlagung gelangt, beispielsweise durch einen Schock oder das Herunterfallen bzw. Bewegen und Beschleunigen des Kartenlesers.
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Vorzugsweise treten Schockbelastungen und Beschleunigungen bei mobilen Kartenlesevorrichtungen auf, die entweder währende des Lesevorgangs abgestellt werden, bewegt werden oder auch in mobilen Einrichtungen untergebracht sind.
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So finden zunehmend Kartenlesevorrichtungen auch in Kraftfahrzeugen, LKW und anderen mobilen Geräten Anwendung, bei denen es zu Beschleunigungen und Abbremsvorgängen kommt. Besonders starke Beschleunigungen und Abbremsvorgänge wie auch das Herunterfallen eines mobilen Zahlterminals sind weitere Einflusssituationen, die zum unbeabsichtigten Lösen der Verriegelungsvorrichtung und zum Abbrechen des Lesevorgangs führen können.
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Bei Verwendung eines Magnetschalters kann es passieren, dass der Magnetstößel durch den Schock bzw. die Beschleunigung beim Schock in den Auslösemagnet unbeabsichtigt eintaucht in Folge seiner Trägheit, somit nicht in der bestimmungsgemäßen Verriegelungsposition verbleibt. Sobald ein solcher Zustand eintritt, entspricht dies dem Zustand des Lösens der Verriegelungsvorrichtung in der Kartenlesevorrichtung und damit dem Auswerfen der Karte.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Kartenlesevorrichtung bereit zu stellen, bei der schockbedingte Unterbrechungen des Lesevorgangs und insbesondere schockbedingtes Auslösen des Auslösemagnetes bzw. Magnetschalters verhindert werden.
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Diese Aufgabe soll unter der Prämisse gelöst werden, dass keine aufwendigen mechanischen oder elektrischen Vorrichtungen bereit zu stellen sind, die weitere Fehlerursachen für andere Fehlerbilder darstellen könnten. Insofern soll ein schocksicherer Kartenleser bereitgestellt werden, bei dem der Einfluss des Schocks mittels mechanischer Bauelemente reduziert bis eliminiert werden soll.
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Die Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es dabei, den Auslösemagneten und dessen bewegbarer Magnetstößel, welcher bei einem Schock eine Beschleunigung und damit in folge seiner Trägheit ein unbeabsichtigtes Bewegen erfährt, durch ein mechanisches Masseausgleichelement in seiner bestimmungsgemäßen Position zu halten, wenn der Kartenleser bzw. die Kartenlesevorrichtung einem Schock ausgesetzt wird.
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Die erfindungsgemäße Kartenlesevorrichtung für eine Karte, vorzugsweise eine Chip-Karte oder eine Magnetkarte, umfasst dabei einen Kontaktträger mit Lesekontakten und eine Karteneinführöffnung, sowie einen entlang des Kontaktträgers hin- und her bewegbaren Kartenschieber, der von der Karte beim Einschieben betätigt werden kann und an dessen steckseitigen Ende vorzugsweise ein Haltearm vorgesehen ist zum Halten der Kartenkante in ihrer Lesestellung.
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Es ist ferner eine Verriegelungsvorrichtung für die Karte vorgesehen zum Verriegeln des Kartenschiebers, wobei die Verriegelungsvorrichtung mittels eines Auslösemagneten, wahlweise in der verriegelten oder unverriegelten Position gehalten werden kann.
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Erfindungsgemäß wird das bewegliche Teil des Auslösemagneten, vorzugsweise der Magnetstößel über einen Umlenkhebel mit einem Masseausgleichelement über ein Drehlager verbunden. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 angegeben.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung verfügt der erfindungsgemäße Umlenkhebel über zwei Hebelarme, an dessen einem Ende der bewegliche Teil des Auslösemagneten, vorzugsweise der Magnetstößel befestigt ist und an dessen anderen Ende ein zu charakteristischen Werten des verwendeten Auslösemagneten angepasstes Masseausgleichelement angeordnet ist.
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Bei einer Beschleunigung in Betätigungsrichtung wirkt daher das auf diese Weise über das Drehlager angeordnete Masseausgleichelement als Kompensator für den Magnetstößel. Wird dadurch in folge der Trägheit der Magnetstößel spontan abgebremst und versucht dieser in den Auslösemagneten einzutauchen, so sorgt das Masseausgleichelement für eine stabile und schocksichere Lage des Magnetstößels im Auslösemagneten und ein unbeabsichtigtes Lösen kann verhindert werden.
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Erfindungsgemäß wird der Umlenkhebel gleichzeitig auch mit dem Verriegelungshebel für den Kartenschieber verbunden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Verriegelungshebel mit dem Umlenkhebel über ein Kupplungsmittel verbunden, wobei sowohl der Verriegelungshebel als auch der Umlenkhebel jeweils an Drehlagern gelagert sind.
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Mit Vorteil wird das eine Ende, an dem das Kupplungsmittel den Verriegelungshebel mit dem Umlenkhebel verbindet, mittels einer länglichen Öffnung versehen, so dass das Kupplungsmittel innerhalb der länglichen Öffnung des Verriegelungshebels hin- und her bewegbar ist. Diese Konstruktion erlaubt ein gleichzeitiges, entgegengesetztes Verdrehen des Verriegelungshebels und des Umlenkhebels bzw. umgekehrt bei Festlegen des Umlenkhebels ein gleichzeitiges Festlegen des Verriegelungshebels.
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Allgemein kann natürlich statt dem Magnetstößel auch ein an dem Auslösemagneten befestigtes bewegliches Teil unmittelbar mit dem Umlenkhebel verbunden sein, um den gleichen erfinderischen Effekt zu erzielen.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Umlenkhebel mittels zweier Hebelarme ausgebildet, wobei der Hebelarm an dem das Masseausgleichelement angeordnet ist, über einen Aufnahmezylinder für ein Gewichtselement verfügt und dieser Arm L-förmig ausgebildet ist. Am Knickpunkt des L-förmigen Umlenkhebelarms wird zwischen dem Drehlager und dem Masseausgleichelement der Kupplungspunkt und damit das Kupplungsmittel zur Verbindung mit dem Verriegelungshebel angeordnet.
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Das andere Ende des Umlenkhebels ist direkt oder über ein Verbindungsadapter mit dem beweglichen Teil des Auslösemagneten, vorzugsweise mit dem Magnetstößel des Auslösemagneten verbunden und ebenfalls drehbar an diesem gelagert.
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Der Verriegelungshebel verfügt an seinem einen Arm über eine Rastnase, welche in eine korrespondierende Rastausnehmung am Kartenschieber eingreifen kann.
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Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kartenlesevorrichtung kann ein stabiler Lesezustand hergestellt werden, der schockunempfindlich ist und bei dem das Masseausgleichelement als Schockabsorber arbeitet.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, sowie den Figuren und der dazugehörigen Figurenbeschreibung, wobei die Figuren der Zeichnungen folgendes darstellen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kartenlesevorrichtung;
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2 eine perspektivische Unteransicht der erfindungsgemäßen Kartenlesevorrichtung ähnlich 1;
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3 eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Kartenlesers gemäß 1 im nicht verriegelten Zustand ohne Karte;
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4 eine ähnliche Ansicht gemäß 3, bei der eine Karte in den Kartenleser eingeschoben ist und sich der Kartenleser im verriegelten Zustand befindet.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Kartenlesevorrichtung 1 umfassend einen Kontaktträger 30, vorzugsweise als Kunststoffkontaktträger 30.
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Am rechten vorderen Ende des Kontaktträger 30 befindet sich ein Karteneinführschlitz 31 oder allgemein eine als Karteneinführöffnung 31 ausgebildete Öffnung zum Einschieben einer Karte 40 in den Kartenleser 1.
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In 1 sowie 3 ist der erfindungemäße Kartenleser ohne eingeschobene Karte 40 dargestellt im nicht verriegelten Zustand. Der Kartenleser 1 verfügt über einen Schlitten 18 mit Lesekontakten 19 zum Kontaktieren mit dem Kontaktpad der Karte 40. Der Schlitten 18 ist im Kontaktträger 30 bewegbar angeordnet und kann von einer Ausgangsstellung in eine Lesestellung, wie in 4 übergeführt werden. Dabei wird die Karte 40 in die Karteneinführöffnung 31 eingeschoben und betätigt über den Kartenschieber 6 den Schlitten 18, der entgegen der Rückstellfeder 22 in die Lesestellung übergeführt wird.
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Am Kartenschieber 6 befindet sich eine Rastausnehmung 15 für einen Verriegelungshebel 5 bzw. einem an dem einen Arm des Verriegelungshebels 5 angebrachte Rastnase 14, die in die Rastausnehmung 15 des Kartenschiebers 6 eingreifen kann. Der Kartenschieber 6 ist hin- und her bewegbar im Kontaktträger 30 angeordnet.
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Die Kartenlesevorrichtung 1 verfügt über eine Verriegelungsvorrichtung 2, wie deutlich in 3 und 4 ersichtlich. Die Verriegelungsvorrichtung 2 umfasst dabei drei wesentliche Komponenten. Einerseits umfasst die Verriegelungsvorrichtung 2 einen Verriegelungshebel 5, einen Umlenkhebel 11 und einen Auslösemagnet 4, die miteinander über Kupplungsmittel in Verbindung stehen.
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Im folgenden werden die drei Elemente beschrieben. Der Auslösemagnet 4 umfasst in seiner einfachsten Ausführungsform einen Verriegelungsschalter 3, einen Magnetstößel 16, eine Ankerfeder 17, wobei der Magnetstößel 16 durch die Ankerfeder 17 hindurch gelagert ist und in den Auslösemagnet 4 hineinragt. Am äußeren Ende des Magnetstößels 16 befindet sich vorzugsweise ein Kupplungsmittel 24 zum Verbinden mit einem Arm des Umlenkhebels 11.
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Der Umlenkhebel 11 verfügt über zwei Hebelarme und ist an einem Drehlager 7 drehbar gelagert.
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Der eine Arm des Umlenkhebels 11 dient der drehbaren Verbindung mit dem, wie zuvor beschriebenen, Kupplungsmittel 24 des Auslösemagneten 4 bzw. dessen Magnetstößel 16. Der andere Arm des Umlenkhebels 11 ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung, wie in 3 und 4 ersichtlich, L-förmig gebogen und verfügt an seinem Ende über einen Aufnahmezylinder 20, in den ein Gewichtselement 21 eingesetzt ist. Zwischen dem Aufnahmezylinder 20, oder ganz allgemein dem Masseausgleichelement 8, welches durch den Aufnahmezylinder 20 und das Gewichtselement 21 gebildet wird und dem Drehlager 7 befindet sich ein Kupplungsmittel 10 zum Verbinden mit dem Verriegelungshebel 5.
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Der Verriegelungshebel 5 besteht ebenfalls aus zwei Hebelarmen, wobei der eine Hebelarm als Verriegelungsarm 12 mit einer Rastnase 14 zum Eingreifen in die Rastausnehmung 15 des Kartenschiebers 6 ausgebildet ist. Der Verriegelungshebel 5 ist drehbar am Drehlager 9 gelagert.
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Der andere Arm des Verriegelungshebels 5 ist mit Vorteil an dessen Ende mit einem Langloch bzw. einer Langlochhülse ausgebildet, die mittels des Kupplungsmittels 10 am Umlenkhebel 11 verschiebbar und verschwenkbar befestigt ist.
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Dabei kann, wie in 4 ersichtlich, beim Einschieben einer Karte 40 in den Kartenleser 1 der Verriegelungshebel 5 in Eingriff mit dem Kartenschieber 6 gelangen und der Umlenkhebel 11 liegt mit seinem Aufnahmezylinder 20 an einem Anschlag 13 an.
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Wie weiter in der 4 ersichtlich, liegen in diesem Zustand der Verriegelungshebel 5 mit seinem Drehlager 9 und der Umlenkhebel 11 mit seinem Drehlager 7 gemeinsam auf einer Achse mit dem Kupplungsmittel 10.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung liegt auf dieser gemeinsamen Achse auch das Kupplungsmittel 24 zwischen dem Magnetstößel 16 und dem Umlenkhebel 11.
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Wird, wie in 4 gezeigt, im Lesezustand der Magnetstößel 16 in Karteneinschubrichtung beschleunigt, wirkt das Gewichtselement 21 und damit das Massenausgleichelement 8 als Kompensator, da dies ebenfalls bei Beschleunigung des gesamten Lesers eine Trägheitskraft erfährt und somit als Gegenkraft derart wirkt, dass der Magnetstößel 16 daran gehindert wird, in den Auslösemagneten 4 einzutauchen. Jedenfalls lässt sich in Abhängigkeit vom Gewichtselement 21 und der Geometrie der gesamten Verriegelungsvorrichtung, insbesondere der Länge der Hebelarme des Umlenkhebels 11 ein für den Kartenleser charakteristischer Schwellwert ermitteln, bis zu dem eine Schockkompensation möglich ist.
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Der vorliegende Kartenleser ist ohnehin wenig anfällig für Seitenschock quer zur Einsteckrichtung, da eine Ausgleichbewegung in diese Richtung nicht möglich ist und daher ein unbeabsichtigtes Lösen des Auslösemagnetes 4 nahezu ausgeschlossen ist.
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Bei einer Beschleunigung entgegen der Karteneinschubrichtung kommt es bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung nicht zu einem Lösen des Auslösemagneten 4.
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Allerdings verhindert die vorliegende Ausgestaltung eine mögliche Beschädigung dadurch, dass das Masseausgleichmittel 8 mit seinem Aufnahmezylinder 20 an dem Anschlag 13 dabei anliegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kartenlesevorrichtung
- 2
- Verriegelungsvorrichtung
- 3
- Verriegelungsschalter
- 4
- Auslösemagnet
- 5
- Verriegelungshebel
- 6
- Kartenschieber
- 7
- Drehlager
- 8
- Masseausgleichelement
- 9
- Drehlager
- 10
- Kupplungsmittel
- 11
- Umlenkhebel
- 12
- Verriegelungsarm
- 13
- Anschlag
- 14
- Rastnase
- 15
- Rastausnehmung
- 16
- Magnetstößel
- 17
- Ankerfeder
- 18
- Schlitten
- 19
- Lesekontakte
- 20
- Aufnahmezylinder
- 21
- Gewichtselement
- 22
- Rückstellfeder
- 24
- Kupplungsmittel
- 30
- Kontaktträger
- 31
- Karteneinführöffnung
- 40
- Karte
