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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontaktiervorrichtung für eine Chipkarte gemäß Anspruch 1.
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Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Kartenkontaktiervorrichtung für eine Mini UICC-Karte oder eine Chipkarte, bei der innerhalb der Karte ein Spalt in oder quer zur Einsteckrichtung der Karte vorhanden ist.
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Kärtenkontaktiervorrichtungen der bekannten Art beschäftigen sich nicht bzw. erst in jüngster Zeit mit dem Problem, dass durch neu hinzugekommene Kartentypen, insbesondere Mini UICC-Karten, Karten am Markt verwendet werden, die nicht störungsfrei in den Kartenleser ein- oder ausschiebbar sind.
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Die vorliegende Erfindung betrifft daher eine Kartenkontaktiervorrichtung, die Karten störungsfrei ein- und ausschiebbar aufnehmen kann.
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Am Markt gibt es unterschiedliche Typen von Chipkarten, darunter auch die Mini UICC-Karte, ein kleines Kartenformat in rechteckiger Größe. Die UICC-Karte hat ein genormtes Format mit der Größe 15 mm × 12 mm × 0,76 mm mit einer 2,5 mm großen Unverwechselbarkeitskante in einer Ecke der Karte bzw. des Trägers der Karte.
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Dem Fachmann sind darüber hinaus die am Markt hauptsächlich bekannten drei Chipkartenstandardformate geläufig. Das erste Format betrifft das Format nach der Norm ISO 7816 mit den Maßen 54 mm × 85 mm × 0,76 mm. Dieses Format wird verwendet für Chipkarten, die im wesentlichen für Kommunikations-, Identifikations- oder Geldautomatenoperation bestimmt sind.
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Ein weiteres und zwar das zweite Format entspricht der so bezeichneten plug-in UICC Norm, das im wesentlichen für die Einfügung in ein Handy, sprich Mobiltelefon bestimmt ist bzw. in mobilen Endgeräten verwendet wird.
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Diese Kartenkörper weisen ebenfalls ein rechteckiges Format auf, allerdings mit der Größe 15 mm × 25 mm × 0,76 mm und einer 3 mm × 3 mm großen Unverwechselbarkeitsvorrichtung in einer Ecke des Trägers der Karte.
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Das dritte am weitesten verbreitete Format ist das zunächst oben zuerst genannte Format und entspricht der seit 2004 entwickelten Technik, den so genannten Karten der dritten Generation ”plug 3G” oder auch UICC Mini-Karten (Mini UICC-Karten genannt).
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Die Formatverkleinerung ist eine Folge des Trends zur Miniaturisierung der Endgeräte im Bereich mobiler Applikationen wie Mobiltelefone und Handys und anderer mobiler Endgeräte.
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Die UICC bzw. plug-in UICC-Lösungen betreffen allerdings Kartenadapter, bei denen ein Formatadapter manuell aus einem ersten Träger im ISO-Format entnommen wird, der dank einer Vorstanzung im Format der Karte bzw. im Format des Adapters mit vorgestanzter Karte bereitgestellt wird.
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In der Regel wird ein solcher plug-in UICC-Adapter im folgenden ganz allgemein als Kartenanordnung bezeichnet.
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Im Markt sind auch diverse Herstellungsverfahren dieser Adapter bekannt, jedenfalls ist die verbreitete Lösung in dem größeren Kartenformat das plug-in UICC-Format zu integrieren und es entweder manuell aus dem größeren Kartenformat herauszutrennen bzw. in eine Kartenlesevorrichtung einzuschieben, die das größere Kartenformat aufnehmen kann.
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Da am Markt allerdings Kartenanordnungen mit unterschiedlichen Herstellungsverfahren Vertreten sind, dem die kleinere Mini UICC-Karte in einem der größeren Kartenformate integriert ist, vorzugsweise durch Einspritzung und die mit einem vorgestanzten Rand umgeben ist, so dass diese durch Herausbrechen aus der Kartenanordnung entnommen werden kann, können Probleme je nach Hersteller auftreten.
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Der Kartenkörper der Mini UICC-Karte weist in dieser Verwendungsform Begrenzungsspalte und Verbindungsstege auf, an dem die Karte in der umgebenden Kartenanordnung befestigt ist.
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Allerdings gibt es auch andere Kartenformate ohne Begrenzungsspalte, die bedingt durch ihre Kleinheit Probleme beim Einschieben in herkömmlichen Kartenkontaktiervorrichtungen aufweisen.
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Insbesondere besteht ein Trend darin, Kartenkontaktiervorrichtungen in ihrer Höhe ständig zu verringern, um im eingebauten Zustand Kartenlesevorrichtungen vorzufinden, die nur unwesentlich größer sind wie die am Markt erhältlichen Kartendicken. Dies führt allerdings zu diversen praktischen Problemen bei der Handhabung der Karten beim Endnutzer.
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Es kann z. B. vorkommen, dass beim Einschieben einer Chipkarte in die Kartenkontaktiervorrichtungen die Kontaktkuppen der Lesekontakte beschädigt werden. Entweder dadurch, dass die Kartenkante bei dünnen Karten gegen die Kontakte drückt bzw. einer oder mehrere der Kontakte beim Einschieben der Chipkarte in die Kartenkontaktiervorrichtung an deren Begrenzungsspalt hängen bleiben und bei weiterem Einschieben der Chipkarte in die Kartenkontaktiervorrichtung beschädigt oder zerstört werden.
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Ein regelmäßiges Problem besteht darin, dass die Kontaktkuppen der Lesekontakte einer Kartenkontaktiervorrichtung in den freigestanzten Spalt zwischen der Mini UICC-Karte und der umgebenden Kartenanordnung hineinrutschen und bei weiterem Einschieben der Kartenanordnung bzw. der Entnahme der Kartenanordnung aus einer solchen Stellung die Lesekontakte verbogen oder zerstört werden und damit das Lesegerät insgesamt, sprich z. B. ein Handy, unbrauchbar wird.
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So wird z. B. in der
DE 10 2011 100 338.3 bereits eine Kartenkontaktiervorrichtung vorgeschlagen, die das vorbesagtes Problem adressiert. Nachteilig ist dabei, dass es schwierig wird, die Höhe der Kartenkontaktiervorrichtung weiter zu reduzieren, da bedingt durch die Geometrie der Kontaktfedern die weitere Reduktion der Kartenhöhe schwierig ist.
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Insbesondere unter der Prämisse, dass ein ausreichender Federweg vorhanden bleibt, um ausreichende Kontaktkräfte mit den Kontaktfeldern der Chipkarte zu erzeugen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Kartenkontaktiervorrichtung bereitzustellen zur Aufnahme einer Chipkarte, insbesondere einer Chipkarte mit Spalten unter Vermeidung der zuvor beschriebenen Nachteile.
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Anders ausgedrückt besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine für Kartenanordnungen und Chipkarten sichere und zerstörungsfrei bedienbare Kontaktiervorrichtung bereitzustellen, die eine minimale Bauhöhe aufweist und universell einsetzbar ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen von Anspruch 1.
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Besondere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Kartenkontaktiervorrichtung bereitgestellt wird mit einem Deckel, der über mehrere in einer Montageebene angeordnete Befestigungsmittel verfügt, die jeweils eine Auflagefläche zur Auflage auf einer Montageebene z. B. einer Leiterplatte ausbilden und mit dieser Montageebene ein Kartenaufnahmeraum zwischen dem Deckel und der Montageebene ausgebildet wird zum Einschieben einer Chipkarte in den Kartenaufnahmeraum, wobei ferner eine flexible Leiterplatte und ein federndes Andruckelement im Kartenaufnahmeraum an das die flexible Leiterplatte unmittelbar mit der Chipkarte in elektrischen und mechanischen Kontakt gebracht wird und zwar vorzugsweise mittelbar oder unmittelbar durch das Andruckelement.
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Anders ausgedrückt macht die Erfindung davon Gebrauch, dass eine flexible Leiterplatte mit Kontaktelementen oder Kontaktfeldern ausgestattet wird, die korrespondierend zu der Anordnung der Kontaktfelder einer Chipkarte angeordnet sind, so dass eine Chipkarte, die in die Kartenkontaktiervorrichtung eingeschoben wird, unmittelbar mit der flexiblen Leiterplatte kontaktieren kann, während die federnden Kontakteigenschaften über ein federndes Andruckelement bereitgestellt werden.
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Das federnde Andruckelement drückt beim Einsetzen bzw. Einschieben der Chipkarte in den Kartenaufnahmeraum die flexible Leiterplatte gegen die Chipkarte. Da das Andruckelement als Federelement ausgebildet ist oder mehrere Federelemente aufweist, kann durch gezielte Anordnung der Federelemente der Kontaktpunkt bzw. die Punkte der Krafteinleitung der Federelemente auf die flexible Leiterplatte bestimmt werden.
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Mit Vorteil ist somit im Kartenaufnahmeraum eine flexible Leiterplatte angeordnet, die mehrere Kontaktelemente zur Kontaktierung mit den Kontaktfedern einer Chipkarte aufweist, wobei ferner ein federndes Andruckelement, vorzugsweise mehrere Federelemente aufweisendes Andruckelement so im Kartenaufnahmeraum angeordnet ist, dass bei eingesetzter Chipkarte in den Kartenaufnahmeraum das Andruckelement die flexible Leiterplatte gegen die Chipkarte drückt.
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Mit Vorteil weist das federnde Andruckelement mehrere Federelemente auf, die in den Kartenaufnahmeraum hineinragen und zwar vorzugsweise an die Positionen, an die räumlich betrachtet die Kontaktfelder einer Chipkarte angeordnet sind, wenn eine Chipkarte in die Kartenkontaktiervorrichtung eingeschoben ist.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Federarme mit Federkuppen ausgebildet, um eine lokale Kraftbeaufschlagung der flexiblen Leiterplatte zu realisieren.
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Dieser erfolgt mit Vorteil derart, dass mehrere, vorzugsweise in gleicher Anzahl wie Kontakte auf der Chipkarte vorhandene Federelemente lagemäßig so in den Kartenaufnahmeraum hineinragen, dass diese mehreren Federelemente vorzugsweise mit ihren Federkuppen die flexible Leiterplatte jeweils im Bereich eines korrespondierenden Kontaktfeldes auf der Leiterplatte gegen die korrespondierenden Kontaktfelder einer eingesetzten Chipkarte drücken bzw. drücken können, sofern die Chipkarte in den Kartenaufnahmeraum eingeführt wird und sich vollständig in ihrer Leseposition befindet.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Deckel als ein Metalldeckel ausgebildet und das Andruckelement wird einstückig vom Deckel ausgebildet.
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Mit Vorteil wird dies dadurch erreicht, dass der Metalldeckel so ausgebildet ist, dass Federarme im Metalldeckel eingestanzt sind und so aus der Metalldeckelebene herausragen, dass diese in den Kartenaufnahmeraum hineinragen.
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In einer alternativen Ausführungsform kann das Andruckelement als ein vom Deckel separates Metallblech ausgebildet sein, dass in vergleichbarer Weise mehrere Federelemente aufweist, die lagemäßig so anzuordnen sind, dass der zuvor beschriebene Effekt der Kontaktierung der Kontakte mit den Kontaktfeldern der Leiterplatte eintritt.
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Mit Vorteil wird die flexible Leiterplatte unmittelbar zwischen dem Andruckelement und dem Deckel oder zwischen dem Deckel (wenn dieser das Andruckelement ausbildet) und der Montageebene angeordnet.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform bildet die flexible Leiterplatte mindestens einen ersten und einen zweiten Befestigungsabschnitt aus, so dass diese am Deckel unmittelbar befestigbar ist bzw. befestigt wird und zwar vorzugsweise am Deckel verklebt wird.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist einer der Befestigungsabschnitte durch Umfalten eines Teils der flexiblen Leiterplatte gebildet und zwar durch Umfalten um etwa 180° um eine Deckelkante herum, vorzugsweise um die Vorderkante des Deckels herum im Bereich des Einschubs in den Kartenaufnahmeraum. Hierdurch ergibt sich eine besonders günstige Halterung und Lagerung der flexiblen Leiterplatte, ohne dass es weiterer Bauteile bedarf.
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In einer ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kartenkontaktiervorrichtung weist der Deckel vorzugsweise an der Hinterseite eine Befestigungslasche auf, so dass an dieser Befestigungslasche ein Befestigungsabschnitt der flexiblen Leiterplatte befestigt, vorzugsweise verklebt wird.
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Sofern die beiden Befestigungsabschnitte der flexiblen Leiterplatte, vorzugsweise diametral gegenüberliegend am Deckel des Kartenlesers angeordnet sind, ergibt sich eine besonders günstige Halterung und Befestigung der flexiblen Leiterplatte in der Kartenkontaktiervorrichtung.
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In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform weist die Kartenkontaktiervorrichtung benachbart zu den Ecken des Deckels jeweils ein Befestigungsmittel auf, welches mit einer Auflagefläche ausgebildet ist und die Auflageflächen der Befestigungsmittel eine gemeinsame zum Deckel im wesentlichen parallele bzw. parallel orientiertem Montageebene aufspannen.
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Wird der Deckel somit mittels seiner Auflageflächen auf eine Montagefläche aufgesetzt, z. B. eine externe Leiterplatte, so wird zwischen dieser und dem Deckel der Kartenaufnahmeraum der Kartenkontaktiervorrichtung gebildet.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung bedarf es daher keiner weiteren Bauteile oder Hilfsmittel, um die Kartenkontaktiervorrichtung unter Bildung eines Kabelaufnahmeraums auf eine Leiterplatte oder eine Montageebene zu befestigen.
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Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden exemplarischen und nicht beschränkenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren, bei denen zeigen:
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1 eine perspektivische Teil- und Vollansicht einer erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung, bei dem um die erfindungsgemäße Kartenkontaktiervorrichtung die Einzelteile der Kartenkontaktiervorrichtung dargestellt sind;
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2 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Kartenkontaktiervorrichtung mit und ohne Karte, wobei in der rechten Ansicht der 2 eine Montageebene angedeutet ist;
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3 eine schematische Schnittansicht durch die erfindungsgemäße Kartenkontaktiervorrichtung gemäß 1 bzw. 2 ohne eingesetzte Karte;
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4 ein zweites Ausführungsbeispiel ähnlich der 1;
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5 eine vergleichbare Ansicht des zweiten Ausführungsbeispiels ähnlich 2;
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6 eine schematische Schnittansicht durch das Ausführungsbeispiel gemäß 4 und 5.
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In 1 ist das erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kartenkontaktiervorrichtung 1 dargestellt. Um die Kartenkontaktiervorrichtung 1 herum sind die Einzelteile der Kartenkontaktiervorrichtung 1 näher gezeigt.
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Links oben erkennbar, ist der Deckel 10 mit einem integrierten Andruckelement 20, aus dem mehrere Federelemente 21 herausragen. Der Deckel 10 bildet, wie in 2 gezeigt, mit einer Montageebene 101 einen Kartenaufnahmeraum 11. Der Deckel 10 weist zwei Deckelseitenkanten 16a, 16b auf, sowie eine Vorderkante 17 und eine Hinterkante 18. Als Vorderkante 17 wird die Kante bezeichnet, an dem sich die Einführöffnung zum Kartenaufnahmeraum 11 für eine Chipkarte 100 befindet.
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Wie weiter in 1 und 2 ersichtlich, weist der Deckel 10 Befestigungsmittel 13 auf. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind jeweils benachbart zu den Ecken Befestigungsmittel 13 mit einer Auflagefläche 14 ausgebildet. Die Auflageflächen 14 spannen eine gemeinsame Montageebene 101 auf, so dass wie in 2 gezeigt, der Deckel 10 auf einer z. B. externen Leiterplatte montiert werden kann und so zwischen dem Deckel 10 bzw. zwischen der Deckelunterseite 19 und der Montageebene 101 der Kartenaufnahmeraum 11 ausgebildet wird.
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Wie in 2 in der linken Ansicht ersichtlich, kann eine Chipkarte 100 in den Kartenaufnahmeraum 11 eingeschoben werden.
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Ferner weist die Kartenkontaktiervorrichtung 1 ein flächiges Kontaktierungselement 30, vorzugsweise eine flexible Leiterplatte 30 auf. Diese ist beispielhaft in der 1 rechts oben gezeigt in einer zu montierenden Form. Die flexible Leiterplatte 30 weist nicht dargestellte Leiterbahnen auf, die mit Kontaktfeldern 33 bzw. Kontaktelementen 33 versehen ist. Die flexible Leiterplatte 30 weist eine Oberseite 34 und eine Unterseite 35 auf.
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Ferner befindet sich an der flexiblen Leiterplatte 30 ein erster und ein zweiter Befestigungsabschnitt 32, wobei der erste Befestigungsabschnitt 32 durch Umfalten der flexiblen Leiterplatte ausgebildet wird, vorzugsweise durch Umfalten um die Vorderkante 17 des Deckels 10, während an dem zweiten Befestigungsabschnitt 32, welche auf der gegenüberliegenden Seitenkante der flexiblen Leiterplatte 30 angeordnet ist, ein abgestufter Befestigungsabschnitt 32 ausgebildet ist.
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Der abgestufte Befestigungsabschnitt 32 wird an einer Befestigungslasche 40 des Deckels 10 befestigt, vorzugsweise mittels eines Klebefilms verklebt. Hilfsweise kann statt eines Klebefilms auch ein doppelseitiger Klebestreifen 102 verwendet werden. An der Hinterkante 18 des Deckels 10 ist ferner ein Kartenanschlag 15 angebracht, um die Einschubtiefe einer Chipkarte 100 in die Kartenkontaktiervorrichtung 1 zu definieren.
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Wie in 3 schematisch dargestellt, drücken die Federelemente 21, die in den Kartenaufnahmeraum 11 hineinragen auf die Oberseite 34 der flexiblen Leiterplatte 30 und spannen die Leiterplatte zwischen ihren Befestigungsabschnitten 32. Wird nun eine Chipkarte 100 in die Kartenkontaktiervorrichtung 1 eingeschoben, so kann eine Chipkarte 100 entlang der flexiblen Leiterplatte 30 gleiten, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Karte oder Kartenspalte mit mechanischen Federelementen innerhalb der Kartenkontaktiervorrichtung 1 verhaken oder in Spalte in der Chipkarte 100 eindringen können.
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Auf diese Weise kann eine Chipkarte 100 sicher in die erfindungsgemäße Kartenkontaktiervorrichtung 1 eingeführt werden bis die vordere Kartenkante der Chipkarte 100 gegen den Kartenanschlag 15 des Deckels 10 anliegt. In dieser Stellung (Lesestellung) der Chipkarte drücken die Federelemente 21 des Andruckelementes 20 federkraftbeaufschlagt gegen die Oberseite 34 der flexiblen Leiterplatte 30 und diese wiederum mit ihren Kontaktfeldern 33 gegen die Kontaktfelder einer Chipkarte 100.
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In 4, 5 und 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel ähnlich der 1, 2 und 3 gezeigt.
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In diesem Ausführungsbeispiel wird das Andruckelement 20 nicht vom Deckel 10 integral bereitgestellt, sondern als gesondertes Bauteil in der Kartenkontaktiervorrichtung 1 angeordnet.
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Das Andruckelement 20 ist als ein im wesentlichen flaches Metallblech ausgebildet, indem ebenfalls Federelemente 21 ausgestanzt sind, die aus der Ebene des Metallbleches herausgebogen sind, so dass diese als Federelemente in den Kartenaufnahmeraum 11 hineinragen.
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Bei dieser Ausführungsform weist das Andruckelement 20 mehrere Befestigungselemente 22 auf, die nach unten gebogen sind in Richtung der Montageebene 101, um mit dem Deckel 10 auf eine gemeinsame Montageebene montiert zu werden.
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Hier befindet sich zwischen der Deckelunterseite 19 und dem Andruckelement 20 die, wie in 4 links unten dargestellte, flexible Leiterplatte 30.
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Gleiche Merkmale oder Elemente wurden beim zweiten Ausführungsbeispiel mit gleichen Bezugszeichen versehen, sofern diese in ihrer prinzipiellen Funktion mit denen aus dem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel übereinstimmen.
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Wie in der 1 und in der 4 ersichtlich, sind die Federelemente 21 so im Kartenaufnahmeraum 11 angeordnet, dass sie sich von ihrem festen Ende zu ihrem freien Ende im wesentlichen parallel zur einer der Deckelseitenkanten 16a, 16b erstrecken und zwar derart, dass ihr freies Ende in Richtung auf die Hinterkante 18 des Deckels 10 gerichtet ist bzw. sind.
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In der Schnittansicht nach 6 ist erkennbar, dass eine Karte über die Oberseite 34 der flexiblen Leiterplatte 30 in den Kartenaufnahmeraum 11 einzuschieben ist, so dass diese zwischen der Deckelunterseite 19 und der Oberseite 34 der flexiblen Leiterplatte 30 angeordnet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kartenkontaktiervorrichtung
- 10
- Deckel
- 11
- Kartenaufnahmeraum
- 13
- Befestigungsmittel
- 14
- Auflageflächen
- 15
- Kartenanschlag
- 16a, 16b
- Deckelseitenkanten
- 17
- Vorderkante
- 18
- Hinterkante
- 19
- Deckelunterseite
- 20
- Andruckelement
- 21
- Federelemente (Federarme)
- 22
- Befestigungselemente
- 23
- Federarmkuppen
- 30
- flächiges Kontaktierungselement (flexible Leiterplatte)
- 31
- Leiterbahnen
- 32
- Befestigungsabschnitte
- 33
- Kontaktfelder (Kontaktelemente)
- 34
- Oberseite
- 35
- Unterseite
- 40
- Befestigungslasche
- 100
- Chipkarte
- 101
- Montageebene
- 102
- Klebestreifen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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