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Die
Erfindung betrifft eine Kontaktiervorrichtung für eine Chipkarte, insbesondere
für eine SIM-Karte,
nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs
1.
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Derartige
Kontaktiervorrichtungen, in der Umgangssprache und auch in der Patentliteratur häufig unzutreffend
mit „Chipkarten-Leser", „SIM-Card-Reader" od. dgl. bezeichnet,
dienen zur Halterung und Bereitstellung der elektrischen Kontaktierung
der Kontakte einer Chip- oder SIM-Karte (SIM = "Subscriber Identity Module") mit Leiterbahnen
eines Schaltungsträgers
wie insbesondere einer Leiterplatte, die in einem elektronischen
Gerät,
z.B. einem Mobiltelefon, untergebracht ist.
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Eine
Kontaktiervorrichtung solcher Art ist beispielsweise durch die
DE 102 38 156 A1 bekannt geworden.
Die Scharnieranordnung zur schwenkbeweglichen Lagerung des Deckels
relativ zum Kontaktträger
umfasst kontaktträgerseitig
Lagerzapfen und deckelseitig einen hinteren umgerollten Rand, der
eine Lagerhülse
ausbildet, in die die Lagerzapfen gleitschlüssig eingreifen. Die Lagerzapfen
ragen von Lagerböckchen
ab, die z.B. dem Isolierstoffkorpus des Kontaktträgers angeformt
sind. Sowohl bei der Montage als auch im Betrieb besteht eine gewisse Gefahr,
dass die Lagerzapfen abbrechen könnten.
Im übrigen
weist der Deckel dieser bekannten Kontaktiervorrichtung eine schienenförmige Aufnahme
für die
Chipkarte auf, die in die Aufnahme eingeführt und dann zusammen mit dem
Deckel in die Funktionslage am Kontaktträger verschwenkt wird.
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Im
Zuge der insbesondere mit der UMTS-Technik einhergehenden weiteren
Miniaturisierung wird es künftig
Chipkarten erheblich kleinerer Abmessungen geben. ETSI (European
Telecommunications Standards Institute) hat SIM-Karten der Dimension
25 × 15
mm als sog. "dritten
Formfaktor" zugelassen,
die vornehmlich in UMTS-Geräten
eingesetzt werden sollen. Diese neue Karte wird auch als USIM oder
UICC (UICC = UMTS Integrated Circuit Card) bezeichnet.
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Entsprechend
der Tatsache, dass die neue USIM Chipkarte nur so lang und deutlich
schmaler ist als die alte SIM-Karte, sind die Kontaktiervorrichtungen
diesen kleineren Chipkarten anzupassen. Das verlangt demnach eine
weitere Miniaturisierung auch der Kontaktiervorrichtungen.
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Hier
setzt die Erfindung ein. Ausgehend von der Erkenntnis, dass die
geforderte weitergehende Miniatursierung am ehesten zu erreichen
ist, wenn sie mit baulicher Vereinfachung der Kontaktiervorrichtung
einhergeht, liegt der vorliegenden Erfindung im wesentlichen die
Aufgabe zugrunde, eine Kontaktiervorrichtung der als bekannt vorausgesetzten
Art insbesondere im Hinblick auf ihren Einsatz mit USIMs bzw. UICCs
geschickt weiterzubilden und besonders einfach zu gestalten.
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Eine
erste Lösung
dieser Aufgabe besteht in den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
1. Dem zufolge ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die
Scharnieranordnung gelenkachslos als Steckrastverbindung ausgebildet
ist. "Gelenkachslos" im Sinne der Erfindung bedeutet,
dass zwar eine geometrische Achse vorhanden ist, die die Schwenkmittellinie
für die
Relativbewegung zwischen Deckel und Kontaktträger definiert, dass jedoch
keine körperliche
Achse in Form eines Stiftes oder als Achszapfen oder -stummeln vorgesehen
ist.
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Demnach
besteht der wesentliche Kern der Erfindung darin, dass man Deckel
und Kontaktträger lediglich
zusammenzustecken braucht, womit sich die geometrische Scharnier
oder Gelenkachse ausbildet und die Teile funktionsgerecht schwenkbar
aneinander gefesselt sind.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass die Scharnieranordnung Hakenflächen einenteils
und Hintergriffsflächen
für diese
andernteils umfasst. Vorzugsweise sind hierbei die Hakenflächen an
Hakenstegen einenteils und die Hintergriffsflächen an Durchbrechungen zum
Durchstecken der Hakenflächen
andernteils ausgebildet sind.
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Vorteilhaft
ist es, wenn sowohl die Hakenflächen
als auch die Hintergriffsflächen
an Metallteilen ausgebildet sind, deren einer dem Deckel und deren anderer
dem Kontaktträger
zugeordnet ist. Auf diese Weise schafft die Gelenkverbindung die
Möglichkeit der
elektrischen Schirmung durch galvanisch leitende Verbindung eines
metallischen Deckels über
die Haken- und Hintergriffsflächen
zu einer Potentialleitung auf dem Schaltungsträger des Geräts.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind die Hakenflächen
einstückig-stoffschlüssig mit
dem Deckel ausgebildet, während
die Hintergriffsflächen
an einer mit dem Kontaktträger fest
verbundenen Lasche ausgebildet sind, die einen Verankerungsabschnitt
aufweisen kann, mit dem sie an dem Kontaktträger befestigt ist.
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Um
die erwähnte
Schirmung auf einfachste Weise zu erreichen, sieht die Erfindung
vor, dass die Lasche eine Lötzunge
zur elektrisch lei tenden Verbindung des Deckels mit einem Masseanschluss
des in dem Gerät
enthaltenen Schaltungsträgers
aufweist.
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Was
die besonders einfache und geschickte Ausbildung der gelenkachslosen
Scharnieranordnung betrifft, ist eine Ausführung bevorzugt, die dadurch
gekennzeichnet ist, dass die Hakenflächen an Federzungen des Deckels
ausgebildet sind, die einen Schaft und einen dem gegenüber verbreiterten Haken-Kopf
aufweisen und dass ferner die Durchbrechungen spaltartig ausgebildet
sind und eine Spaltweise aufweisen, welche mindestens der Breite
der Haken-Köpfe
der Federzungen entspricht.
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Wenn
der Deckel mit dem Kontaktträger steckverbunden
wird, durchgreifen die Haken-Köpfe der
Federzungen unter vorübergehendem
seitlichem Einfedern die Durchbrechungen. Sodann rasten bzw. schnappen
die Haken-Köpfe
der Federzungen selbsttätig
hinter die Umrandungen der Durchbrechungen, welche die Hintergriffsflächen für die sie kontaktierenden
Hakenflächen
darstellen. Somit ist die Scharnieranordnung durch einen simplen
Steckvorgang hergestellt und gesichert. Der Steckvorgang erfolgt
vorteilhaft in Längsrichtung
des Deckels, wodurch die an der Steckverbindung bzw. der Scharnieranordnung
beteiligten Teile geringstmöglich
belastet werden, was auch für
den Betriebszustand der Kontaktiervorrichtung gilt, in dem die Kontakte
Federkräfte
auf den Deckel ausüben.
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Eine
zweite Lösung
der eingangs gestellten Aufgabe der geschickten Vereinfachung besteht
in den Merkmalen des unabhängigen
Anspruchs 12. Dem zufolge ist die Erfindung bei einer Kontaktiervorrichtung,
deren Deckel eine Aufnahme für
die Chipkarte aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme
lediglich in unmittelbarer Nachbarschaft zur Scharnieranordnung
vorgesehen ist.
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Ein
konkretes Ausführungsbeispiel
sieht hierbei vor, dass die Aufnahme für die Chipkarte aus randlich
des Deckels aus diesem ausgeformte Zungen gebildet ist, die kurze
Aufnahmetaschen für
in Einsteckrichtung betrachtet vom liegende Seitenrandbereiche der
Chipkarte ausbilden. Insbesondere ist die Kontaktiervorrichtung
gekennzeichnet durch eine Anordnung und/oder Ausbildung der Aufnahme für die Chipkarte
derart, dass diese bei geöffnetem Deckel
eine Schräglage
zwischen Deckel und Kontaktträger
erhält,
in der sie sich frei greifen lässt.
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Diese
auf sehr einfache Art und Weise und mit minimalem Werkstoffeinsatz
für den
Deckel einhergehende Bereitstellung der Schräglage der Chipkarte vereinfacht
und erleichtert deren Handhabung namentlich im Zusammenhang mit
den äußerst kleinen
USIM's bzw. UICC's ganz beträchtlich.
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Im übrigen wird
die Erfindung nachfolgend unter Bezugnahme auf in den beiliegenden
Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht
einer Kontaktiervorrichtung mit geöffnetem Deckel, betrachtet
von der Einsteckseite einer hier nicht gezeigten Chipkarte,
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2 eine perspektivische rückwärtige Ansicht
der Kontaktiervorrichtung nach 1,
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3 die in 2 mit III bezeichnete Einzelheit in erheblich
vergrößertem Maßstab (ca.
20:1 der natürlichen
Größe),
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4 einen Längsschnitt
durch die Kontaktiervorrichtung bei geschlossenem Deckel,
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5 einen Querschnitt durch
die Kontaktiervorrichtung entsprechend der Schnittlinie V – V in 4,
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6a die in 5 mit VI bezeichnete Einzelheit einer
noch nicht gekuppelten Scharnieranordnung in erheblich vergrößertem Maßstab,
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6b die Scharnieranordnung
der 5 in gekuppeltem
Funktionszustand,
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7 eine perspektivische Unteransicht
unter die Kontaktiervorrichtung mit Blick auf deren Lötseite,
und
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8 die in 7 mit VIII bezeichnete Einzelheit in
erheblich vergrößertem Maßstab (ca.
20:1 der natürlichen
Größe).
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1 zeigt eine insgesamt mit 10 bezeichnete
Kontaktiervorrichtung für
Chipkarten, insbesondere für
SIM oder USIM- bzw. UICC-Karten, wie sie beispielsweise in Mobiltelefonen
eingesetzt werden. Die Kontaktiervorrichtung 10 umfasst
einen Kontaktträger 11 und
einen um eine geometrisch zu verstehende Scharnierachse 12 schwenkbar
daran angelenkten Deckel 13.
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Im
Kontaktträger 11,
dessen Korpus 14 aus elektrisch nicht leitendem Isoliermaterial,
insbesondere Kunststoff besteht, sind – beim Ausführungsbeispiel sechs – Lesekontakte 15 angeordnet
zur Kontaktierung mit Kontakten einer Chipkarte 18 (7), die in noch zu beschreibender
Weise zwischen Kontaktträger 11 und
Deckel 13 in die Vorrichtung 10 eingesetzt wird.
Mit 16 (ebenfalls 7)
sind SMD-Lötfüßchen bezeichnet,
die werkstoffeinheitlich-stoffschlüssiger Bestandteil der Lesekontakte 15 sind
und die galvanische Verbindung zu einem ebenfalls nicht gezeigten
Schaltungsträger,
also insbesondere einer Leiterplatte dienen.
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Mit 17 ist
eine am Kontaktträger 11 angebrachte
Codier-Schrägfläche bezeichnet,
die sicherstellt, dass die Chipkarte, die ihrerseits bekanntermaßen eine
entsprechend gebrochene Ecke aufweist, nur mit ihrer korrekten Ausrichtung
in die Kontaktiervorrichtung 10 eingesetzt werden kann.
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Der
Deckel 13 besteht beim dargestellten Ausführungsbeispiel
aus einem Blech-Stanz-Biegeteil, also aus einem elektrisch leitenden
Matenal. Er könnte
auch aus anderen leitfähigen
Materialen bestehen, z.B. aus elektrisch leitendem oder leitfähig beschichtetem
Kunststoff.
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Wie
ausgeführt,
ist der Deckel 13 an seiner bezüglich 1 hinteren Schmalkante über die
Gelenkachse 12 mit dem Kontaktträger 11 schwenkbar verbunden.
Er kann deshalb von einer gegenüber
der Darstellung in 1 ggf.
noch weiter geöffneten
Stellung bis in die in 4 gezeigte
Schließstellung
verschwenkt werden. Einzelheiten dieser Scharnieranordnung zeigen
die 2 bis 5.
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An
seiner rückwärtigen Schmalseite
weist der Deckel 13 zwei aus dem Blechzuschnitt für den Deckel 13 ausgestanzte
Federzungen 19 auf. Diese haben einen relativ breiten Basisabschnitt 20 und
einen demgegenüber
verjüngten
freien Endabschnitt 21. Letzterer ist bis zum Durchführen durch
Durchbrechungen 22 bestimmt, die in einer Blech-Lasche 23 vorgesehen
sind. Diese Lasche 23 weist einen abgebogenen Verankerungsschenkel 24 auf,
der im Korpus 14 des Kontaktträgers 11 verankert
ist, z.B. fest eingesteckt oder darin eingegossen.
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Die
Scharnieranordnung ist in erheblich vergrößertem Maßstab schematisch in den 6a und 6b dargestellt, auf die sich die weitere
Beschreibung nunmehr bezieht.
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Die
Durchbrechungen 22 sind spaltförmig und haben eine Spaltweite
W. Der Endabschnitt 21 der Federzunge 19 ist hakenförmig ausge bildet.
Die den (Wider)-Haken definierende Verbreiterung ist mit 25 bezeichnet.
In diesem Bereich weist der Haken-Kopf 26 eine Breite b
auf, Diese ist zumindest geringfügig
kleiner als die Spaltweite W. Im übrigen ist, wie 6a dies zeigt, die Anordnung
so getroffen, dass beim Durchstecken des Haken-Kopfes 26 durch
die Durchbrechung 22 der Haken-Kopf 26 vorübergehend elastisch ausweichen
muss, bis er hinter die Durchbrechung, also auf der Außenseite
der Lasche 23 hinter den Rand der Durchbrechung 22 zurückschnappen
kann. Hierbei ist also wesentlich, dass der äußere lichte Abstand der Haken 25 der
beiden Federzungen 19 voneinander größer ist als der Abstand der
den Haken 25 zugeordneten Randflächen 27 der beiden
Durchbrechungen 22 in der Lasche 23.
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Die
Außenfläche 28 des
Randbereichs 27 der Durchbrechung 22 bildet eine
Hintergriffsfläche für eine korrespondierende
Hakenfläche 29 des
Hakens 25 am Kopfende der Federzunge 19.
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Wie
aus Vorstehendem deutlich wird, handelt es sich bei der Scharnieranordnung
entsprechend der Erfindung um ein gelenkachsloses Steckscharnier,
welches als einfache Steckrastverbindung ausgebildet ist. Entsprechend
einfach ist auch der Zusammenbau von Deckel 13 und Kontaktträger 11, da
der Deckel 13 lediglich mit einer einfachen Schiebebewegung
in seiner Längsrichtung
mit dem Kontaktträger 11 verbunden
werden kann.
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Anhand
der 6a und 6b wurde die Scharnieranordnung
auf der bezüglich 2 rechten rückwärtigen Seite
der Kontaktiervorrichtung beschrieben. Die Geometrie der gegenüberliegenden
linken Steckrastverbindung ist spiegelbildlich. Daraus versteht
sich, dass die einmal durchgeführte
Steckverbindung dauerhaft ist und sich selbsttätig nicht wieder lösen kann.
Hierzu müssten,
was ggf. möglich
ist, die beiden Federzungen aufeinander zu bewegt werden, worauf
der Deckel 13 vom Kontaktträger 11 entfernt werden
könnte.
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Wie
bereits erwähnt,
ist die die Durchbrechungen 22 aufweisende Lasche 23 fest
mit dem Kontaktträger 11 verbunden.
Sie weist im übrigen noch
die Besonderheit auf, dass sie eine ausgeklinkte und im wesentlichen
L-förmig
unter den Kontaktträger 11 untergebogene
Zunge 30 aufweist, deren Außenfläche im wesentlichen in der
Ebene der Lötfüßchen 16 liegt
und als Lötfläche zum
Anschluss an eine Leiterbahn eines Schaltungsträgers in dem nicht dargestellten
Gerät dient.
Die Zunge 30 hat damit die Funktion einer Erdungszunge
mit dem Zweck, elektrostatische Aufladung vom Deckel über die
Zunge zum Potential der Schaltung zu leiten.
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Eine
weitere Besonderheit der Kontaktiervorrichtung 10 vorliegender
Erfindung besteht in einer besonders einfachen und zweckdienlich
gestalteten Aufnahme 31 für die nicht dargestellte Chipkarte 18. Die
Aufnahme 31 umfasst nahe bei der Schwenkachse 12 in
einander gegenüberliegende
Anordnung je eine einwärts
unter die Fläche
des Deckels 13 gebogene Lasche 32 die, wie insbesondere 1 dies verdeutlicht, unterseitig
und randaußenseitig
begrenzende sehr kurze Aufnahmetaschen für eine Chipkarte 18 darstellen,
die von der offenen Seite des Deckels 13, also bezüglich 1 von schräg rechts
oben, eingesteckt wird. Die Einstecktiefe begrenzt ein rückwärtig nach
unten umgebogener Randbereich 33 des Deckels 13.
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Der
besondere Zweck und Vorteil dieser Art der Ausbildung einer sehr
kurzen, nur nahe der Scharnierachse 12 gelegenen Aufnahme 31 für eine Chipkarte 18 besteht
darin, dass diese bezüglich
des Deckels 13 eine in 2 gepunktet
dargestellte Schräglage
einnimmt, an der sie sehr viel einfacher mit zwei Fingern zu ergreifen
ist als wenn sie, wie bei bisherigen schienenförmigen Deckel-Aufnahmen, bei geöffnetem
Deckel 13 eine Position hätte, die in 2 mit durchgezogenen Linien dargestellt
ist. Eine deckelparallele Stellung nimmt beim Erfindungsgegenstand
die Chipkarte 18 erst dann ein, wenn der Deckel 13 auf
den Kontaktträger 11 geschlossen
ist und die Chipkarte 18 dann auf den Kontakten des Kontaktträgers 11 hält.