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Das
Bundespatentgericht hat aufgrund der mündlichen Verhandlung vom 22.
März 2007
für Recht
erkannt:
Das Patent 197 34 424 wird im Umfang des Patentanspruchs
1 teilweise für
nichtig erklärt.
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Die
Erfindung bezieht sich auf einen SIM-Kartenleser mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1.
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Beispielsweise
aus der
WO 91/15101
A1 ist eine Kontaktiereinrichtung insbesondere für ein SIM (Subscriber
Identity Module) bekannt. Bei dieser Kontaktiereinrichtung ist ein
als Kontaktträger
ausgebildetes Gehäuse
vorgesehen, und das SIM wird durch einen Deckel oder ein Gehäuseteil
bei eingesetztem SIM gegen im Kontaktträger angeordnete Kontaktelemente
gedrückt.
Lager- oder Anlenkmittel dienen zur Lagerung des Deckels am Kontaktträger.
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Ferner
ist aus der
DE 36 42
424 C2 ein Kartenleser bekannt, mit einem Gehäuse mit
Kontaktträger
und einem schwenkbaren Deckel, der am Gehäuse gelagert ist.
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SIM-Kartenleser
werden häufig
in Telefongeräten
und zwar in sogenannten Handys verwendet, die möglichst klein gebaut werden
sollen.
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Erfindungsgemäß soll insbesondere
ein eine geringe Breite und Bauhöhe
besitzender SIM-Kartenleser vorgesehen werden.
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Erfindungsgemäß wird dies
dadurch ermöglicht,
daß man
die Lagervorrichtungen oder Lagerstellen aufweisenden Lagermittel
für den
vorzugsweise als Klapp-Schiebedeckel ausgebildeten Deckel innerhalb
der Kartenbreite vorsieht.
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Die
Bauhöhe
des SIM-Kartenlesers wird erfindungsgemäß insbesondere dadurch verringert, daß man die
die Lagerstellen vorsehenden Lagervorrichtungen in ihrer Höhe begrenzt,
und zwar insbesondere durch Verwendung einer oder mehrerer Steuerkurven,
für die
Führung
der SIM-Karte.
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Während beim
genannten Stand der Technik der Klapp-Schiebedeckel wegen der seitlich an
den Kartenlängsseiten
positionierten Lagerstellen so geschlossen werden kann, daß die Karte
eine reine Dreh- oder Schwenkbewegung (praktisch ohne eine Verschiebung
der SIM-Karte innerhalb des Deckels) beim Verriegeln ausführt, ermöglicht die
erfindungsgemäß vorgesehene,
vorzugsweise an den Lagervorrichtungen ausgebildete Steuerkurve,
daß sich die
Karte beim Verschwenken des Deckels in dessen Schließ- oder
Kontaktposition entlang dieser zum Teil relativ flachen Steuerkurve
in eine im Kontaktträger ausgebildete
Kontaktaufnahme bewegt, und zwar unter Verschiebung der SIM-Karte relativ zum
Deckel.
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Durch
die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden
günstige
Außenabmessungen
(in mm) von beispielsweise 30 × 17,2 × 2,5 realisiert,
wobei beim Zuklappen des Deckels die Kartenkontakte der SIM-Karte
in der Kontaktfeldmitte der Kontaktelemente auftreffen, was die
bereits erwähnte
Steuerkurve sicher stellt. Das heißt, durch die Steuerkurve wird
die SIM-Karte beim Zuklappen des Deckels so zwangsgeführt, daß die Kartenkontakte
in der Kontaktfeldmitte der Kontaktelemente auftreffen. Beim Schließen des
Deckels führt
also die SIM-Karte eine durch die Steuerkurve bestimmte relative
Bewegung zum Deckel aus.
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Erfindungsgemäß wird ein
SIM-Kartenleser vorgesehen, der einen flachen eine Kartenaufnahme bildenden
Kontaktträger
aufweist, an dem ein Deckel schwenkbar mittels zweier Lagervorrichtungen
gelagert ist. Die beiden Lagervorrichtungen sind im wesentlichen
innerhalb der Kartenbreite angeordnet. Vorzugsweise sind die Lagervorrichtungen
innerhalb der Kartenbreite liegend in Richtung der Längserstreckung
des SIM-Kartenlesers nach hinten versetzt. Mit dem Ausdruck "nach hinten" wird dabei beschrieben,
daß die
Lagervorrichtungen gegenüber
einer von der Kartenaufnahme gebildeten Anschlagstelle für die hintere
Kartenkante versetzt sind, wobei zu bemerken ist, daß die SIM-Karte
neben zwei beabstandeten Längsseitenkanten
zwei ebenfalls beabstandete kürzere
Kartenkanten aufweist, nämlich eine
Vorderkante und eine Hinterkante, wobei die Vorderkante eine Abschrägung besitzt.
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Einzelheiten
der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:
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1:
eine Seitenansicht eines gemäß der Erfindung
ausgebildeten SIM-Kartenlesers bestehend aus Kontaktträger und
Deckel, wobei sich der Deckel in einer Karteneinsetzposition befindet;
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2:
eine Seitenansicht des SIM-Kartenlesers der 1, wobei sich
der Deckel in seiner Verriegelungsposition befindet;
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3:
eine Draufsicht auf den SIM-Kartenleser gemäß 2;
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4:
eine Draufsicht auf den Kontaktträger des SIM-Kartenlesers der 1 bis 3;
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5:
schematisch eine Einzelheit des SIM-Kartenlesers der 1,
wobei dargestellt ist, daß die
SIM-Karte bei der Schwenkbewegung des Deckels aus seiner Karteneinsetzposition
in seine Kartenschließ-
oder Kontaktposition eine Relativbewegung bezüglich des Deckels ausführt, die
durch eine Steuerkurve bewirkt wird;
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6:
schematisch eine Einzelheit eines weiteren Ausführungsbeispiels eines SIM-Kartenlesers.
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Im
folgenden wird anhand der 1 bis 5 ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben. Die Erfindung wird anhand eines SIM-Kartenlesers
beschrieben, ist aber auch bei einem regulären Chipkartenlesen einsetzbar.
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Der
erfindungsgemäße SIM-Kartenleser 10 weist
einen Rahmen oder Kontaktträger 11 auf,
in dem mehrere Kontaktelemente 6 angeordnet, beispielsweise
eingespritzt, sind.
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Am
Kontaktträger 11 ist
ein Deckel 12 durch Lagermittel drehbar gelagert. Der Deckel 12 dient
zur Aufnahme einer SIM-Karte 1. Zu diesem Zweck sind im
Deckel einen (gepunktet dargestellten) Schacht bildende Schienen
oder Kartenführungsteile
vorgesehen. Deckel 12 und Kontaktträger 11 sind vorzugsweise
jeweils einstückig
aus Kunststoff hergestellt. Es ist auch möglich, den Deckel aus Metall
zu formen.
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Die SIM-Karte
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Die
SIM-Karte 1 ist in den Zeichnungen gestrichelt dargestellt.
Die SIM-Karte 1 weist, vgl. 3, eine Vorderkante 2 mit
einer Abschrägung (Schrägs) 3 sowie
eine Hinterkante 4 auf. Ferner sind Seitenkanten (Längsseitenkanten) 5a und 5b vorgesehen.
Die SIM-Karte besitzt in einem Kontaktfeld angeordnete nicht gezeigte
Kartenkontakte zur Kontaktgabe mit den ebenfalls in einem Kontaktfeld
angeordneten Kontaktelementen 6.
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Die Lagermittel
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Lagermittel durch zwei beabstandete Lagervorrichtungen
(oder Lagerstellen) 13a und 13b (vgl. 2)
gebildet. Die beiden Lagervorrichtungen 13a und 13b sind
spiegelbildlich ausgebildet, so daß im folgenden lediglich die
Lagervorrichtung 13a beschrieben wird. Die Lagervorrichtungen 13a, 13b gestatten
zum einen ein Verschwenken des Deckels 12 gegenüber dem
Kontaktträger 11 um
einen Drehpunkt bzw. eine Drehachse 13c. Nachdem der Deckel 12 aus
der in 1 gezeigten Karteneinsetzposition um 90° in seine
Schließ-
oder Kontaktposition verschwenkt ist, gestatten die Lagervorrichtungen 13a, 13b ferner
vorzugsweise eine Verschiebung des Deckels 12 in 1 nach
rechts in eine Verriegelungsposition für den Deckel 12, was
in 2 dargestellt ist. Bei der Verschiebung des Deckels 12 aus der
Kontaktposition des Deckels 12 in die Verriegelungsposition
des Deckels 12 bleibt die SIM-Karte 1 in ihrer
bereits am Ende der Verschwenkbewegung des Deckels 12 um
90° erreichten
Kontaktposition mit den Kontaktelementen 6.
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Die
Lagervorrichtungen 13a, 13b befinden sich innerhalb
der Breite B der SIM-Karte 1, wie man ohne weiteres in 3 und 4 erkennt.
Die Lagervorrichtung 13a weist einen (statischen) Lagerteil (Lagerblock) 14 auf
und zwar am Kontaktträger 11 vorzugsweise
einstückig
mit diesem ausgebildet. Die Lagervorrichtung 13a weist
ferner einen (drehbaren) Lagerteil auf. Dieser hat vorzugsweise
die Form eines Zapfens 15 am Deckel 12 und ist
vorzugsweise einstückig
mit diesem ausgebildet. Die Zapfen 15 ragen von am Deckel 12 ausgebildeten
Armen 16 senkrecht zur Kartenleserlängsachse 17 nach innen
und zwar (im eingesetzten Zustand) in eine im Lagerblock 14 gebildete
Ausnehmung 20. Die Ausnehmung 20 (vgl. 1 und 2)
weist zwei Abschnitte auf und zwar eine Drehausnehmung 18 (2)
und eine Rastausnehmung 19 (1). Zwischen
diesen beiden Ausnehmungen 18, 19 befindet sich
ein kleiner Steg, so daß beim Übergang
der Zapfen 15 des Deckels 12 von der Drehausnehmung 18 zur
Rastausnehmung 19 und umgekehrt ein geringer Widerstand überwunden
werden muß.
Zum Einsetzen der Zapfen 15 in die entsprechenden Ausnehmungen 19 in den
Lagerblöcken 14 sind
in diesen vorzugsweise von oben her das Einsetzen der Zapfen 15 erlaubende
Durchtrittsöffnungen 21 ausgebildet.
Natürlich kann
auch statt den ganzen Deckel 12 verschiebbar anzubringen,
nur ein Teil des Deckels 12 verschiebbar ausgebildet sein,
um die Verriegelung des Deckels 12 in der Kontaktposition
der SIM-Karte zu ermöglichen.
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Die Steuerkurve oder Steuerfläche 25
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Jeder
der Lagerblöcke 14 weist
an seiner Oberseite eine Steuerkurve (Steuer- oder Nockenfläche) 25 auf,
die insbesondere eine ebene Fläche 26 und
daran anschließend
nach links in 5 eine Schwenkradiusfläche 22 und
nach rechts eine Schwenkradiusfläche 27 aufweist.
Die Schwenkradiusfläche 27 endet
unmittelbar oberhalb von Anlageflächen (oder Anlagekanten) 30a und 30b,
die von den Lagerblöcken 14 gebildet
werden. Diese Anlageflächen 30a, 30b für die Hinterkante 4 bilden
zusammen mit mit noch zu beschreibenden Anlagekanten oder -flächen für die Vorderkante 2 und
deren Abschrägung 3 eine
Kartenaufnahme 7. Die Kartenaufnahme 7 definiert
die Kontaktposition für
die SIM-Karte.
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Der Kontaktträger 11
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Der
Kontaktträger 11 besitzt
einen ebenen Plattenteil 31, an dessen in 4 linker
Schmalseite die beabstandeten Lagerblöcke 14 vorgesehen
sind. In Ausrichtung mit den Anlageflächen 30a, 30b ist vorzugsweise
noch eine Anlagefläche 32 vorgesehen,
die von einem einstückig
mit dem Plattenteil 31 ausgebildeten Steg 33 gebildet
wird. Der Steg 33 ragt gegenüber der Oberseite des Plattenteils 31 etwas nach
oben und hat vorzugsweise eine Höhe
in etwa in der Größenordnung
der Dicke der SIM-Karte 1. Die Höhe des Stegs 33 ist
aber vorzugsweise nicht so hoch wie die Höhe der ebenen Fläche 26.
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Entgegengesetzt
zur Anlagefläche 32 sind weitere,
oben bereits erwähnete
Anlagenkanten oder Anlageflächen
für die
SIM-Karte 1 zur Bildung der Kartenaufnahme 7 vorgesehen.
Zum einen bildet ein vom Plattenteil 31 nach oben ragender
Vorsprung 35 eine schräg
verlaufende Anlagefläche 36 für die an der
SIM-Karte vorgesehene Abschrägung 3.
Ferner bildet ein Steg 40, der senkrecht zur Längsachse 17 des
SIM-Kartenlesers 10 verläuft, eine Anlagefläche 41.
Mit dem Steg 40 fluchtend aber beabstandet davon und ebenfalls
senkrecht zur Längsachse 17 des SIM-Kartenlesers
verlaufend ist ein weiterer Steg 44 vorgesehen, der eine
Anlagefläche 45 für die Vorderkante 2 der
SIM-Karte 1 bildet. Ein weiterer Steg 46 erstreckt
sich vorzugsweise ausgehend vom Steg 44 parallel zur Längsachse 17 des
SIM-Kartenlesers in Richtung zur Anlagefläche 32 hin, vorzugsweise
nur über
eine kurze Distanz, und bildet eine seitliche Anlagefläche 47 für einen
kleinen Teil der Seitenkante 5a und zwar einem Teil, der
benachbart zur Vorderkante 2 liegt. Die Anlagefläche 47 komplettiert
die Kartenaufnahme 7.
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Vorsprung 35,
Stege 40, 44 und 46 sind sozusagen an
Zungen 48, 49 des ebenen Plattenteils 31 ausgebildet
und bilden dazwischen eine Ausnehmung 50, in die hinein
Enden der Kontaktelemente 6 ragen. Die Zungen 48, 49 bilden
mit ihren Oberseiten eine Verlängerung
der durch die Oberseite des ebenen Plattenteils 31 gebildeten
Ebene oder Fläche.
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Längsseitenkanten 57, 58 des
ebenen Plattenteils 31 sind gegenüber den Seitenflächen 76 bzw. 77 (4)
der Lagerteile 14 und gegenüber der Seitenfläche 78 des
Vorsprungs 35 sowie der Anlagefläche 47 vorzugsweise
um den gleichen Abstand A zur Leserlängsachse 17 hin versetzt.
Die Breite b des Plattenteils 31 ist also kleiner als die
Breite B der Karte 1. Dies schafft Platz für die Unterbringung
der Arme 16 sowie der seitlichen Kartenführungsteile
des Deckels 12.
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Vorzugsweise
auf einem höhenmäßig etwas niedrigeren
Niveau gegenüber
dem Niveau der Oberfläche
des ebenenen Plattenteils 31 liegt von der Längsseitenkante 57 wegragend
eine Führungsfläche 55 und
von der Längsseitenkante 58 wegragend eine
Führungszunge 56.
Führungsfläche 55 und
Führungszunge 56 arbeiten
mit komplementär
ausgebildeten Flächen
am Deckel 12 zusammen, um eine gute Führung bei der Translationsbewegung
des Deckels 12 aus der Kontaktstellung des Deckels 12 in die
Verriegelungsstellung des Deckels 12 zu erreichen.
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Flächenelemente 59 und 60 benachbart
zu den Lagerblöcken 14 erhöhen die
Stabilität
und bilden einen Ausschnitt 61, in den hinein die Anschlüsse, vorzugsweise
SMD-Anschlüsse
der Kontaktelemente 6 ragen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind
also in bevorzugter Weise drei Kontaktelemente zum Ausschnitt 61 hin
herausgeführt
und drei Kontaktelemente sind zur Ausnehmung 50 hin herausgeführt. Schließlich sind
in der ebenen Platte 31 noch Fenster 62 vorgesehen,
die den Durchtritt der Kontaktelemente 6 gestatten.
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In
der Oberseite des Deckels 12 sind im Bereich der Kontaktenden
der Kontaktelemente 6 ovale Öffnungen 63, 64 vorgesehen
und zwar bei in Verriegelungsposition befindlichem Deckel 12.
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Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Chipkartenlesers 1
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Vorausgesetzt,
daß der
Deckel 12 bereits durch die Durchtrittsöffnungen 21 in die
Drehausnehmungen 18 mit seinen Zapfen 15 eingesetzt
ist und etwa die in 1 gezeigte Karteneinsetzposition
einnimmt, wird die SIM-Karte 1 in einen im Deckel 12 gebildeten
Schacht eingesetzt. Der Deckel 12 muß natürlich nicht unbedingt die in 1 gezeigte
Vertikalposition einnehmen, sondern kann bereits eine etwas geneigte
Stellung besitzen, beispielsweise die in 5 gezeigte
Mittelstellung. Nach dem Einsetzen der Karte 1 in den Deckel 12 sitzt
die Karte 1 mit ihrer hinteren Kante auf den Steuerkurven
(oder Nockenfläche) 25 der
bei den Lagerblöcke 14 auf.
Der Deckel 12 ist also hinten (oder unten in 1)
nicht geschlossen, sondern bildet wegen der Arme 16 eine Art
Aussparung 28 im Deckel 12.
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Nachdem
die SIM-Karte 1 in den Deckel 12 eingesetzt ist,
wird dieser, wie in 5 gezeigt, verschwenkt, wobei
die Karte 1 mit ihrer in 5 unteren
Hinterkante 4 auf der Steuerkurve 25 entlang läuft, um über die
ebene Fläche 26 zur
Schwenkradiusfläche 27 zu
gelangen, um dann von letzterer mit der Hinterkante 4 benachbart
zur Anlagefläche 30a in der
Aufnahme 7 angeordnet zu werden. Diese dann erreichte Position
kann als die Kontaktposition bezeichnet werden, denn in dieser Kontaktposition
befinden sich die SIM-Kartenkontakte ausgerichtet mit dem Kontaktfeld
der Kontaktelemente 6 im Kontaktträger 11. Die SIM-Karte 1 ist
in dieser Kontaktposition durch die Kartenaufnahme 7, d.
h. die erwähnten Anlageflächen 30a, 30b, 32, 36, 41, 45 und 47 gehalten.
Als nächstes
wird dann der Deckel 12 aus der Kontaktposition in die
in 2 gezeigte Deckel-Verriegelungsposition verschoben.
Die Karte 1 ist natürlich
in sowohl der Kontaktposition des Deckels wie auch der Verriegelungsposition
des Deckels jeweils in dergleichen Position nämlich der Kontaktposition der
SIM-Karte 1 mit den Kontaktelementen 6.
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In
der Verriegelungsposition des Deckels 1 liegt ein Zungenteil
(Verriegelungsmittel) 70 des Deckels 12 unter
einer vom Steg gebildeten Anlagefläche 73. Diametral
bezüglich
der Längsachse
des SIM-Kartenlesers 17 läuft ferner in der Verriegelungsposition
das in 3 nicht mehr zu sehende vordere Ende eines Stegteils 74 des
Deckels 12 unter eine vom Vorsprang 35 gebildete
Anlagefläche.
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Man
erkennt, daß erfindungsgemäß die Lagervorrichtungen 13a, 13b,
insbesondere die stationären
Lagerblöcke
oder Lagerteile 14 innerhalb der Breite B der eingesetzten
SIM-Karte 1 angeordnet sind.
Die Lagerblöcke 14 sind
gegenüber
der Anlagefläche 32 nach
links in 3 versetzt. Die Verriegelungsposition des Deckels 12 ist
in 3 und 4 durch die strichpunktierte
Linie 23 gekennzeichnet und liegt unmittelbar benachbart
aber in 3 und 4 nach links versetzt gegenüber der
Anlagekante 32, während
die die Drehachse 13 veranschaulichende strichpunktierte
Linie nochmals weiter nach links versetzt gegenüber der Verriegelungsposition 23 der
Lagerzapfen 15 vorgesehen ist. Durch die Steuerkurve 25 wird
sichergestellt, daß trotz
dieser Anordnung eine sichere Überführung der
eine Relativbewegung gegenüber
dem Deckel 12 ausführenden
Karte 1 beim Übergang
von der Einsetzposition in die Kontaktposition erreicht wird. Dies
ist im einzelnen in 5 veranschaulicht. Die Karte 1 kann
beim Einsetzen auf die Steuerkurve 25 an der Stelle auftreffen,
wo der Pfeil R1 endet. Bei Bewegung in die Mittelposition läuft die
Karte entlang der ebenen Fläche 26 beispielweise
zu der mit R2 gekennzeichneten Position. Da R2 > R1, ergibt sich eine Relativbewegung
für die
Karte 1. Der Pfeil R3 deutet an, daß sich beim weiteren Verschwenken
des Deckels 12 eine weitere Relativverschiebung für die Karte 1 ergibt,
bis schließlich
die Karte 1 in die Kartenaufnahme 7 gelangt. Ohne
die erfindungsgemäße Steuerkurve
müßte ein
durch den Kreisbogen 75 in 5 angedeuteter
Nocken- oder Kurvenverlauf vorgesehen sein, der aber eine große Bauhöhe zur Folge
hätte.
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6 zeigt
ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines SIM-Kartenlesers 100 in einer Ansicht ähnlich der
sich auf den SIM-Kartenleser 1 beziehenden Darstellung
der 5. In 6 ist vom SIM-Kartenleser 100 nur
der dem Lagerblock 14 in 5 entsprechende
Lagerblock (Lagerteil) 140 dargestellt. Der Lagerblock 140 unterscheidet
sich vom Lagerblock 14 dadurch, daß die Steuerkurve 250 des Lagerblocks 140 abgewandelt
ist. Allgemein gesprochen ist der Schwenkradius 27 des
Lagerblocks 14 durch eine schräge Fläche 270 ersetzt. Im
einzelnen ist bei der Steuerkurve 250 gemäß dem Ausführungsbeispiel
der 6 die der ebenen Fläche 26 der 5 entsprechende
Fläche 260 verkürzt und endet
in etwa (rechts in 6) benachbart zur Durchtrittsöffnung 21,
um dann im wesentlichen unmittelbar in die Schrägfläche 270 überzugehen.
Die Schrägfläche 270 verläuft also
ausgehend von der ebenen Fläche 260 schräg nach unten
zum oberen Ende der Anlagefläche 30a hin.
Die Schrägfläche 270 ist
vorzugsweise eben ausgebildet und natürlich an den beiden Lagerblöcken 140 vorgesehen.
Die Schwenkradiusfläche 22 ist
bei 6 so wie in 5 vorgesehen.