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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Chipkartenleser nach dem Patentanspruch
1, insbesondere auf einen PCB-Smart-Card-Connector oder Verbinder,
insbesondere mit Absenkkontakten.
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Chipkartenleser
sind in einer großen
Vielfalt bekannt.
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Aus
der
DE 34 42 397 C2 ist
ein Chipkartenleser bekannt, bei dem verhindert wird, dass die Chipkarte
in ihrer Leselage vorschriftswidrig gezogen werden kann und damit
durch die Lese- und Auswerteeinrichtung beschädigt wird. Beim Einführen einer Chipkarte
in den Kartenleser wird ein Schlitten bewegt, innerhalb von welchem
ein Schieber angeordnet ist, der durch Steuerflächen eines Aufnahmeteils betätigt wird. Über eine
am Schieber angebrachte Schräge
wird ferner in der Ausgangslage des Schlittens eine Rippe entgegen
der Kraft einer Feder verschwenkt, um eine Lese- und Auswerteeinrichtung ausgestaltet
zu halten. Die
DE
195 02 176 A1 zeigt ebenfalls ein Chipkarten-Lesegerät, bei dem
das Schleifen der Kontakte über
die Karte, während
des Einschiebens der Karte vermieden sein soll. Die Anlage der Kontakte
an der Chipkarte erfolgt dabei erst unmittelbar vor Erreichen der
Endstellung der Chipkarte. Schließlich zeigt die
DE 35 31 318 C2 einen Chipkartenleser,
bei dem in einem Gehäuse
angeordnete Kontakte, durch ebenfalls im Gehäuse angeordnete Kartentragmittel
zwischen einer Kartenein/ausgabestellung drehbar angeordnet sind.
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Die
vorliegende Erfindung bezweckt, einen Chipkartenleser anzugeben,
bei dem ein bewegliches Kontaktsystem sicherstellt, daß die Kontaktelemente
(Kontakte) im Kontaktierungsfeld der Karte auftreffen und sich nur
dort bewegen. Weiterhin soll der Chipkartenleser für die Einlöttechnik
geeignet sein und Kompatibilität
mit einem bereits bestehenden Layout gewährleistet werden. Ferner soll
insbesondere der Chipkartenleser in ein XLC-Layout passen. Dies
wird dadurch erreicht, daß die
Außenabmessungen
des erfindungsgemäßen Chipkartenlesers
weitgehend deckungsgleich mit dem XLC sind. Weiterhin soll der erfindungsgemäße Chipkartenleser
eine schonende Behandlung der Karte vorsehen, was dadurch geschieht,
daß kein
Schleifer wie für den
XLC eingesetzt wird. Eine einfache zeitsparende Befestigung des
Chipkartenlesers an Leiterplatten soll möglich sein, was insbesondere
durch Schnappelemente und Zapfen erreicht wird.
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Die
Lösung
dieser Problemmstellung erfolgt mit dem Merkmalen des Patentanspruchs
1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Der
erfindungsgemäße Chipkartenleser
verwendet eine in ei nem Gehäuse
drehbar gelagerte Wippe, die vorzugsweise vorgespannte Kontaktelemente
in der Ein-/Ausgabeposition des Chipkartenlesers und der Wippe niederhält. Vorzugsweise
besitzt die Wippe eine Steuerkurve und wird durch einen insbesondere
nur längsverschieblichen
Deckel gesteuert. In der Ein-/Ausgabeposition sind die Kontaktkup pen
der Kontaktelemente im Kartenschlitz versenkt und einer Zerstörung durch
Vandalismus schwieriger zugänglich.
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Erfindungsgemäß wird beim
Stecken der Karte der Deckel bewegt, wobei dieser die Wippe freigibt,
so daß sich
die Kontakte auf die Karte absenken. Dabei ist vorgesehen, daß die Kontaktelemente oder
Kontakte die Endlage gemäß der EMV-Forderung
im letzten Drittel erreichen.
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Vorzugsweise
wird die Karte im Chipkartenleser über eine separate Bremse gehalten.
Diese wirkt vorzugsweise auf die Kartenbreite und wird daher senkrecht
zur Steckrichtung betätigt.
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Als
Schalter, insbesondere Endlagenschalter, wird der XLC-Kontakt verwendet,
der insbesondere als Öffner
ausgelegt ist. Beim Herausziehen der Karte folgt der Deckel der
Karte.
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Der
Schalter schließt
und dann erst werden Lesekontakte vom Kontaktfeld wegbewegt, gesteuert über die
Wippe.
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Weitere
Merkmale des erfindungsgemäßen Kartenlesers
sind sein modularer Aufbau, die Verwendung einer Baugruppe Schaltergehäuse (Gehäuse + Schalter),
die XLC-Lesekontakte
und der montagefreundliche Aufbau.
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Insgesamt
sieht die Erfindung zur Karte hin absenkende, zwangsgesteuerte Kontaktelemente vor.
Die Verschiebung der Karte in die Leseposition bewirkt dabei eine
Freigabe der als Lesekontakte vorgesehenen Kontaktelemente zur vollen
Kraftentwicklung auf dem Kartenchip, das in der Chipkarte vorgesehen
ist. Kurz gesagt, ist es vorgesehen, daß die Chipkarte den Deckel
bewegt, der Deckel eine Wippe freigibt und diese ihrerseits die
Kontaktelemente freigibt, wobei die Kontaktelemente insbesondere
mit ihren Kontaktkuppen auf das Chipkarten-Kontaktierungsfeld auftreffen.
Erfindungsgemäß erfolgt
also die Freigabe der als Lesekontakte wirkenden Kontaktelemente
nicht über
die Kartendicke, sondern über
die Verschiebung der Karte. Der erfindungsgemäße Chipkartenleser ist besonders
geeignet für
solche Leser, deren Kartenoberflächen
besonders geschützt
werden sollen und für
Kontaktelemente, die höhere
Zyklen verlangen.
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Die
Erfindung wird in der Beschreibung mittels Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnung näher
erläutert;
in der Zeichnung zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Chipkartenlesers in seiner Ein/Ausgabeposition;
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2 eine
schematische Darstellung des Chipkartenlesers der 1 in
seiner Leseposition;
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3 – 13 ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines Chipkartenlesers gemäß der Erfindung;
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3 eine
perspektivische Draufsicht;
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4 eine
perspektivische Draufsicht ähnlich 3,
wobei ein Deckel entfernt ist;
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5 eine
perspektivische, schematische, teilweise geschnittene Ansicht des
Chipkartenlesers der 3 schräg von vorn, und zwar in seiner Ein/Ausgabeposition;
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6 eine
Ansicht des Chipkartenlesers der 5 in seiner
Leseposition;
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7 eine
schematische Schnittansicht des Chipkartenlesers der 3 in
einer Position, die der 5 entspricht;
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8 eine
Schnittansicht des Chipkartenlesers der 3 in einer
Position, die der 6 entspricht;
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9 eine
schematische Draufsicht auf den Chipkartenleser der 3 in
einer Darstellung ähnlich 3,
wobei das Gehäuse
weggelassen ist;
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10 eine
perspektivische Ansicht des Chipkartenlesers der 3,
und zwar ohne Gehäuse schräg von unten
auf den Chipkartenleser, wie er in 9 dargestellt
ist;
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11 eine
gemäß der Erfindung
vorgesehene Wippe, wie sie im Ausführungsbeispiel der 3 verwendet
wird;
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12 eine
perspektivische Ansicht schräg von
vorne auf Deckel und Wippe in der Ein/Ausgabeposition;
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13 eine
schematische, perspektivische Ansicht der Wippe und des Deckels
gemäß 12 in der
Leseposition;
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14 eine
Einzelheit der Zusammenarbeit zwischen einem Teil der Wippe und
den Kontaktelementen, wobei gezeigt ist, daß sich die Kontaktelemente
in ihrer Ruhe oder Nicht-Kontaktposition befinden;
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15 eine
Einzelheit ähnlich
der 14, wobei dargestellt ist, daß die Kontaktelemente von dem Teil
der Wippe freigegeben sind, so daß sie Kontakte auf der Chipkarte
kontaktieren.
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In
den 1 und 2 ist schematisch ein Chipkartenleser 1 dargestellt,
der einen Kontaktträger
(Gehäuse) 2 aufweist.
Das Gehäuse 2 kann
beispielsweise auf einer gedruckten Schaltungsplatte befestigt werden.
Im Gehäuse 2 sind
Kontaktelemente 3 befestigt. Kontaktbetätigungsmittel, vorzugsweise
in der Form einer Wippe 4 sind vorzugsweise im Gehäuse 2 gelagert
und halten die Kontaktelemente 3 in einer Ruhe- oder Nicht-Kontaktposition.
Vorzugsweise sind die Kontaktelemente 3 derart ausgebildet, daß sie durch
die Wippe 4 federnd zurückgehalten werden,
d. h., daß sie
das Bestreben haben, sich nach oben über die Auflagefläche des
Gehäuses 2 für die Karte 10 hinauszubewegen,
wobei die Kontaktelemente 3 aber eben in ihrer Ruheposition
von einer solchen Bewegung durch die Wippe 4 gehindert werden.
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2 zeigt übertrieben
den Zustand des Chipkartenlesers 1 in der Leseposition,
wo die Kontaktelemente mit ihren Kontaktkuppen über die Auflagefläche des
Gehäuses 2 hinausgefedert
sind, um mit den Kontakten der Chipkarte 10 in Kontakt
zu kommen. Die Chipkarte 10 ist in der Leseposition der 2 eigentlich
(was aber hier nicht gezeigt ist; vgl. jedoch 6 und 15)
in den Karten- oder Aufnahmeschlitz zwischen einem Deckel 5 und
dem Gehäuse 2 eingesetzt,
so daß die übertrieben
in 2 dargestellten Kontaktkuppen der Kontaktelemente 3 mit
den Kartenkontakten der Karte 10 in Kontakt wären.
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Der
eben bereits angesprochene Deckel 5 befindet sich in der 1 in
seiner Ein- und Ausgabeposition, die er infolge der Kraft einer
Feder 7 einnimmt, wobei der Deckel 5 an einem
Anschlag 8 anliegt.
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Beim
Einführen
einer Karte 10 in den Chipkartenleser 1 nimmt
die Karte den hin- und herbeweglich vorzugsweise am Gehäuse 2 gelagerten
Deckel 5 mit und betätigt über eine
Kupplung oder Steuermittel 6 die Kontaktbetätigungsmittel
(Wippe) 4, die dann die Kontaktelemente 3 zur
Kontaktgabe mit den Kartenkontakten der Chipkarte 10 freigeben.
Eine nicht gezeigte Bremse hält
die Kante 10 in der Leseposition bis diese aus der Leseposition
vorzugsweise von Hand herausgezogen wird.
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Anhand
der 3 bis 15 wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines Chipkartenlesers 100 beschrieben. In allen Figuren
ist durch einen Pfeil A die Einsteckrichtung der Chipkarte 10 dargestellt.
Der Chipkartenleser 100 der 3 bis 15 ist
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Chipkartenlesers 1 der 1 und 2,
so daß soweit
möglich,
entsprechende Bezugszeichen verwendet werden.
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3 zeigt
eine Draufsicht auf den Chipkartenleser 100 und man erkennt
ein Gehäuse 2,
in dem Kontaktelemente 3 befestigt sind, und zwar vorzugsweise
durch Einrasten. Kontaktbetätigungsmittel, vorzugsweise
in Form einer Wippe 4, sind schwenkbar in Seitenwänden 21, 22 des
Gehäuses
gelagert. Eine Kartenaufnahme, vorzugsweise in der Form eines Deckels 5,
bildet zusammen mit einer Bodenwand 23 des Gehäuses 2 einen
Karteneinführschlitz 11,
in den die Karte 10 in Richtung des Pfeiles A eingesetzt
werden kann. Kupplungsmittel 6 sind zwischen Wippe 4 und
dem Deckel 5 vorgesehen, um zu erreichen, daß beim Einschieben
einer Chipkarte 10 in den Einführschlitz 11 eine
Horizontalverschiebung des Deckels 5 ein Verschwenken der
Wippe 4 bewirkt, so daß diese
sicherstellt, daß beim
Erreichen der Leseposition durch die Karte 10 die Kontaktelemente 3 die
Kartenkontakte der Chipkarte 10 kontaktieren.
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Eine
Feder 7 stützt
sich an den Seitenwänden 21, 22 ab
und spannt den Deckel 5 in seine in 3 gezeigte
Ein/Ausgabeposition vor. Ein Endlagenschalter 12 ist ferner
am Gehäuse 2 vorgesehen.
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Im
folgenden werden zunächst
die einzelnen Bauteile des Chipkartenlesers 100 unter Bezugnahme
auf die verschiedenen Zeichnungen beschrieben.
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Das Gehäuse 2:
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In 4 ist
eine perspektivische Draufsicht auf das Gehäuse 2 wiedergegeben
und man erkennt die Bodenwand 23, die mehrere Kammern 24 zur Aufnahme
der Kontaktelemente 3 bildet. Die Oberseite der Bodenwand 23 ist
mit 123 bezeichnet und bildet auch eine Auflagefläche für die Chipkarte 10. Das
Gehäuse 2 weist
seitlich sich im wesentlichen in den Seitenwänden 21, 22 erstreckende
Führungsschlitze 25, 26 auf,
in die noch zu beschreibende Führungszapfen 50, 51 bzw. 52, 53 des
Deckels 5 eingeführt
sind. Die Bodenwand 23 besitzt ferner eine Vertiefung zur
Aufnahme der Wippe 4. Wenn die Wippe 4 in ihre
der Leseposition der Karte entsprechende "Leseposition" verschwenkt ist, so ergibt sich eine
durch die Oberseite 123 und die Oberseite der Wippe 4 gebildete
ebene Auflagefläche
auch zusammen mit den Oberseiten der die Kammern 24 bildenden
Stegen.
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Die Kontaktelemente 3:
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Die
Kontaktelemente 3, vgl. beispielsweise 5,
weisen seinen Anschlußteil 31 auf,
der um 90° gegenüber einem
Längsteil 34 abgewinkelt
ist, der seinerseits in eine Kuppe 32 übergeht. Die Kuppe 32 geht
ihrerseits wieder in einen Anlageteil 33 über.
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Die Wippe 4:
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Die
Wippe 4 (vgl. 11) ist mittels zweier diametral
entgegengesetzt angeordneter Zapfen 41 in den Seitenwänden 21, 22 schwenkbar
gelagert ist aber ansonsten stationär. Die Wippe 4 bildet
einen mit Ausschnitten 43 versehenen Steg 44,
der dazu dient, die in den Kammern 24 angeordneten Kontaktelemente 3 dann
niederzudrücken,
wenn sich die Wippe in ihrer der Ein/Ausgabeposition des Lesers bzw.
der Karte entsprechenden nicht-Lese oder Ausgangsposition befindet.
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Die
Wippe 4 weist ferner zwei Steuerkurven 45, 145 auf.
Die Steuerkurven 45, 145 sind in Seitenwandteilen 46, 946 ausgebildet.
Jede Steuerkurve 46 weist eine auf einem höheren Niveau
liegende Steuerkurvenfläche 146,
eine auf einem geringeren Niveau liegenden Steuerkurvenfläche 346 und
eine dazwischen liegende Schräge 246 auf.
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Der Deckel 5:
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Der
Deckel 5, vgl. dazu beispielsweise 9, weist,
wie erwähnt,
seitlich wegstehende Führungszapfen 50, 51 bzw. 52, 53 auf
und zusätzlich zwei
diametral entgegengesetzt angeordnete, nach innen ragende Nockenzapfen 54 und 55 auf.
Diese Nockenzapfen 54, 55 stehen mit den Steuerkurven 45 bzw. 145 in
Eingriff. In der Ein/Ausgabeposition des Chipkartenlesers 100 liegen
die Nockenzapfen 54, 55 auf den Steuerkurvenflächen 146,
d. h. die Wippe 41 ist um ihre Schwenkachse (Zapfen 41, 42) entgegen
dem Uhrzeigersinn (7) verschwenkt und hält die Kontaktelemente
(vorzugsweise entgegen der Kraft der Kontaktelemente) in ihrer niedergedrückten, d.
h. der Nicht-Kontaktposition.
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Beim
Einschieben der Chipkarte 10 in den Einführschlitz 11 kommt
die Chipkarte 10 mit einem vom Deckel 5 gebildeten
Anschlag 56 in Eingriff und verschiebt den Deckel 5 im
Gehäuse 2,
bis dieser und die Karte die Leseposition.
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Beim
Einschieben der Chipkarte 10 in den Einführschlitz 11 kommt
die Chipkarte 10 mit einem vom Deckel 5 gebildeten
Anschlag 56 in Eingriff und verschiebt den Deckel 5 im
Gehäuse 2,
bis dieser und die Karte die Leseposition gemäß 15 erreichen.
Insbesondere Anschlagmittel verhindern das weitere Verschieben des
Deckels 5. Dabei hat sich die Wippe 41 in eine
horizontale Position (8) verschwenkt, und zwar ausgerichtet
mit der Oberseite 123 der Bodenwand 23 derart,
daß eine
ebene Auflagefläche
für die
Chipkarte gebildet wird.
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Dies
wird auch durch die 5 und 7 verdeutlicht,
denn sie zeigen beispielsweise den Chipkartenleser 100 in
seiner Ein/Ausgabeposition. Man sieht, daß in dieser Ein/Ausgabeposition
die Wippe 4 gegenüber
ihrer Leseposition verschwenkt ist und die Kontaktelemente in ihrer
niedergedrückten
Position hält,
so daß die
Kontaktkuppen 32 nicht über
die Oberseite 123 ragen. Beim Einführen einer Karte trifft diese
mit ihrer vorderen Kante auf den Anschlag 56 des Deckels 5 und
verschiebt diesen entgegen der Kraft der Feder 7, bis der
Deckel auf einen Anschlag trifft. Beim Verschieben des Deckels laufen die
Nockenzapfen 54, 55 von den waagrechten Steuerkurvenflächen 146 auf
die schrägen
Steuerkurvenflächen 246 und
bewirken dabei ein Verschwenken der Wippe 4 in ihre waagrechte
Position, wo die Oberfläche
der Wippe mit der Oberseite 123 des Gehäuses 2 ausgerichtet
ist und der Steg 44 die Kontaktelemente zur Kontaktgabe
mit den Chipkartenkontakten freigibt, vgl. dazu 15.
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Vorzugsweise
wird die Karte im Chipkartenleser über eine separate Bremse gehalten.
Diese wirkt vorzugsweise auf die Kartenbreite und wird daher senkrecht
zur Steckrichtung betätigt.
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Als
Schalter, insbesondere Endlagenschalter, wird der XLC-Kontakt verwendet,
der insbesondere als Öffner
ausgelegt ist. Beim Herausziehen der Karte folgt der Deckel der
Karte.
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- 1,
100
- Chipkartenleser
- 2
- Gehäuse, Kontaktträger
- 3
- Kontaktelemente
- 4
- Wippe,
Kontaktbetätigungsmittel
- 5
- Deckel.,
Kartenaufnahme
- 6
- Kupplungsmittel
- 7
- Feder
- 8
- Anschlag
- 9
- Anschlag
- 10
- Karte
- 11
- Einführschlitz
- 12
- Endlagenschalter
- 2
- Gehäuse
- 21
- Seitenwand
- 22
- Seitenwand
- 23
- Bodenwand
- 24
- Kammern
- 123
- Oberseite
- 25
- Führungsschlitz
- 26
- Führungschlitz
- 3
- Kontaktelemente
- 31
- Anschlußteil
- 32
- Kuppe
- 33
- Anlageteil
- 34
- Längsteil
- 4
- Wippe
- 41
- Zapfen
- 42
- Zapfen
- 43
- Ausschnitte
- 44
- Steg
- 45
- Steuerkurve
- 145
- Steuerkurve
- 46
- Seitenwandteil
- 946
- Seitenwandteil
- 146
- Steuerkurvenfläche
- 246
- Steuerkurvenfläche
- 346
- Steuerkurvenfläche
- 47
- Anschlag
- 5
- Deckel
- 50
- Führungszapfen
- 51
- Führungszapfen
- 52
- Führungszapfen
- 53
- Führungszapfen
- 54
- Nockenzapfen
- 55
- Nockenzapfen
- 56
- Anschlag