DE2933191C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.

Insbesondere findet die Erfindung Anwendung, wenn der entfernbare Gegenstand eine tragbare elektronische Karte ist, wie in den französischen Offenlegungsschriften FR 23 11 365 A und FR 23 11 360 A beschrieben; eine derartige Karte, die Speicherschaltungen enthält, dient insbesondere zur Abwicklung geschäftlicher oder finanzieller Transaktionen, zum Beispiel zwischen einem Kunden und einem Bankinstitut.

Es ist bekannt, daß solche elektronischen Datenkarten hierzu periodisch mit entsprechenden Übertragungsvorrichtungen verbunden werden, mit denen sie Informationen (Daten) austauschen.

Allgemein besteht das Verfahren, einen elektrischen Kontakt zwischen dem auf der Karte aufgebrachten elektrischen oder elektronischen Schaltkreis und der elektrischen Übertragungsvorrichtung herzustellen, darin, daß die Kontaktoberflächen zweier bekannter Anschlüsse miteinander in Verbindung gebracht werden, die jeweils an der tragbaren elektronischen Karte und an der elektrischen Übertragungsvorrichtung angeordnet sind.

Unter den technischen Zielsetzungen, die dabei zu verwirklichen sind, erweisen sich insbesondere die folgenden als besonders wichtig; insbesondere, wenn die obenerwähnten Datenkarten verwendet werden,

• 1. muß ein guter elektrischer Kontakt sichergestellt werden, wobei insbesondere die Abnutzung und/oder die Verschmutzung der Kontaktoberflächen zu kompensieren ist,
• 2. muß eine mögliche Versperrung der Kontaktoberflächen reduziert werden,
• 3. muß eine schnelle Kontaktherstellung zwischen den Kontaktoberflächen durch den Träger der elektronischen Karte erleichtert werden,
• 4. müssen die Risiken der Abnutzung der Kontaktoberflächen begrenzt werden.

Beim gegenwärtigen Stand der Technik haben diese Probleme nur teilweise Berücksichtigung gefunden.

Bei dem in der US 34 59 904 dargestellten Kartenleser geht es zwar auch um eine Kontaktverbindung, wobei der Aufbau der Kartenlese- Einrichtung und der verwendeten Karte jedoch grundsätzlich verschieden ist.

Bei der vorbekannten Kartenlese-Einrichtung sind zwei Kontaktgruppen vorgesehen, die miteinander, gesteuert von der Karte "DC", selektiv in Verbindung gebracht werden sollen, nämlich eine stationäre Kontaktanordnung 7 auf der Bodenseite des Kartenlesers und eine bewegliche Kontaktanordnung 38 mit Kontakten 43, die über der Kontaktanordnung 7 mit Kontakten 8 liegt. Welche der Kontakte 8 bzw. 43 nun miteinander durch die Karte DC in elektrisch leitende Verbindung gebracht werden, wird durch die Ausstanzungen in der Karte bestimmt, wie dies in Spalte 4, Zeilen 70-75, der US 34 59 904 klar offenbart ist.

Die dort verwendete Karte DC ist also nichts anderes als eine Lochkarte, deren Öffnungen (in Fig. 2 sind zwei dargestellt) eine bestimmte Signalweitergabe zwischen den beiden stationären Kontaktgruppen 8 und 43 definiert, indem sie aus einer Vielzahl von möglichen Kontaktkombinationen eine bestimmte Kontaktkombination auswählt, wo pro Loch in der Datenkarte DC eine bestimmte elektrische Verbindung zwischen einem Kontakt der einen Kontaktgruppe 8 und einem Kontakt der anderen Kontaktgruppe 8 hergestellt wird. Es ist also festzuhalten, daß die beiden Kontaktgruppen beim vorbekannten Kartenleser eine vorgegebene räumliche Zuordnung zueinander von vornherein aufweisen, so daß Probleme hinsichtlich der Kontaktherstellung als solcher, was die eindeutige räumliche Zuordnung angeht, ohnehin nicht auftreten.

Im Gegensatz hierzu handelt es sich bei dem "entfernbaren Gegenstand" beim Anmeldungsgegenstand um eine Datenkarte, die selbst Leiterbahnen und einen elektronischen Schaltkreis aufweist, wobei die Kontaktherstellung zwischen den Leiterbahnen der Karte 1 selbst und den entsprechenden Kontaktgruppen 3a, 3b im Kartenleser selbst erfolgen muß. Während beim vorbekannten Kartenleser also die elektrische Verbindungsherstellung zwischen zwei im Kartenleser integrierten Kontaktgruppen erfolgt, erfolgt die Kontaktherstellung beim Anmeldungsgegenstand zwischen einer Kontaktgruppe im Kartenleser und einer Kontaktgruppe auf dem "entfernbaren Gegenstand".

Dies bedeutet naturgemäß, daß immer dann, wenn ein solcher Kontakt hergestellt werden muß, also eine Signalverbindung zwischen diesen beiden Kontaktgruppen, zusätzliche Probleme auftreten, die dadurch bedingt sind, daß eine eindeutige Positionierung des entfernbaren Gegenstandes (elektronische Karte) zum Kartenlesen gewährleistet sein muß, da der Gegenstand eben zwischen jeder Kontaktherstellung naturgemäß wieder aus dem Kartenleser entnommen wird. Die Karte gemäß dem Anmeldungsgegenstand ist also eine unabhängige elektronische Einheit mit eigenen Kontaktelementen, im Gegensatz zur Lochkarte beim vorbekannten Kartenleser gemäß der US 34 59 904.

Es ist nun ohne weiteres einsichtig, daß in der Praxis mit einem solchen Kartenleser (beispielsweise einem sogenannten "Bankomat") eine größere Anzahl von "entfernbaren Gegenständen 1" (beispielsweise Kreditkarten zur Bargeldausgabe) zusammenarbeiten, bei denen zwangsläufig fertigungsbedingte Toleranzen in den Abmessungen und Anordnungen der auf der Karte angebrachten Leiterbahnen auftreten. Beim Einschub der Karte in den Kartenleser ist daher nicht in allen Fällen automatisch auch eine einwandfreie Kontaktherstellung in dem Sinne gewährleistet, daß zwischen jedem der zugeordneten Kontaktpaare (und dies ist eine größere Anzahl) eine einwandfreie elektrische Verbindung hergestellt wird, die zur einwandfreien Informationsübermittlung zwischen den Schaltkreisen des Kartenlesers und dem in der Karte integrierten Schaltkreis des "entfernbaren Gegenstandes" erforderlich ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 10 dahingehend weiterzubilden, daß eine sichere Kontaktierung gewährleistet ist, auch wenn die Karte selbst über elektronische Schaltkreise verfügt.

Die erfindungsgemäße Lösung ist in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 10 angegeben.

Zunächst werden gemäß dem Merkmal a) des neuen Patentanspruchs 1 in üblicher Weise die einander zugeordneten Kontaktpaare in Verbindung gebracht.

Danach wird mittels eines elektronischen Testverfahrens (Verfahrensschritt b)) überprüft, ob eine einwandfreie elektrische Verbindung der Kontaktoberflächen stattgefunden hat. Falls dies nicht so ist, wird gemäß Verfahrensschritt c) die räumliche Zuordnung der zugeordneten Kontaktoberflächen zueinander so lange verändert, bis eine erneute Anwendung des elektronischen Testverfahrens schließlich eine ordnungsgemäße Kontaktherstellung ergibt.

Als wesentlicher Verfahrensschritt beinhaltet das erfindungsgemäße Verfahren somit einen Regelkreis, bei dem als "Regelgröße" sozusagen das Vorliegen von N (entsprechend der Anzahl der Kontaktpaare) elektrischen Verbindungen dient.

Ein solcher Schritt ist bei der vorbekannten Vorrichtung gemäß der US 34 59 904 nicht vorgesehen und aus den obengenannten Gründen wegen der ohnehin festen räumlichen Zuordnung der beiden zusammenarbeitenden Kontaktgruppen auch nicht erforderlich.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß einigen Unteransprüchen sieht die Erfindung vor, daß die Änderung der räumlichen Zuordnung der Kontaktoberflächen in verschiedener Weise erfolgen kann; entweder durch eine parallele, schleifende Verschiebung der Kontaktoberflächen aufeinander oder durch ein Abheben und wieder Aufeinandersenken der Kontaktoberflächen oder durch eine Kombination dieser beiden Schritte, immer mit dem Ziel, daß nach einer fehlerhaften Kontaktherstellung ein neuer "Versuch" schließlich zur einwandfreien Kontaktherstellung führt. Dieses rückgekoppelte Verfahren zur Kontaktherstellung stellt in seinen vielfachen Varianten den eigentlichen Gegenstand der Erfindung dar.

Für diesen Erfindungsgedanken kann aus den obengenannten Gründen die US 34 59 904 wegen der dort anderen konstruktiven Gegebenheiten keine Anregung geben. Auch die US 36 33 016 beschreibt zwar die Möglichkeit eines Testverfahrens für ein elektronisches System, ohne jedoch einen Hinweis auf die erfindungsgemäße Lösung zu geben, zumal auch dort ein Lochkartenstreifen 10 Verwendung findet, der von einem elektrischen Standpunkt aus gesehen "elektrisch inaktiv" ist.

Beim französischen Patent 15 78 229 handelt es sich auch um einen Kartenleser für Lochkarten, wie bereits aus dessen Titel hervorgeht.

Aus den beiden Veröffentlichungen D-AS 10 70 726 und DE-PS 6 67 850 ist es bekannt, daß für Reinigungszwecke es zweckmäßig ist, beim Schließen des Stromweges eine Parallelverschiebung der zugeordneten Kontakte zu erzwingen (D-AS 10 70 726) bzw. die Kontakte durch eine "schleifende Bewegung aufeinander" immer sauber zu halten (DE-PS 6 67 850).

Diese grundsätzliche Erkenntnis wird zweifellos auch beim Erfindungsgedanken realisiert, jedoch bildet diese Erkenntnis lediglich den Ausgangspunkt für die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Im folgenden wird nun ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Verbindungsvorrichtung, wobei die Anfangsposition (Kontakt noch nicht hergestellt) des Kontaktmechanismus dargestellt ist,

Fig. 1a eine Teildarstellung der Karte mit Kontaktelementen,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung in der Endposition des Kontaktmechanismus (Kontakt hergestellt),

Fig. 3 eine tragbare elektronische Karte,

Fig. 4 ein Verbindungsstück,

Fig. 5 eine Darstellung der elektrischen Schaltung der Verbindungsvorrichtung,

Fig. 6 eine Darstellung der elektrischen Schaltung der Kontakttesteinrichtung,

Fig. 7 ein Flußdiagramm der Funktionsweise der Verbindungsvorrichtung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine elektronische Kreditkarte 1, die eine elektrische Schaltung in Form eines integrierten Schaltkreises beinhaltet.

Diese Kreditkarte (vgl. auch Fig. 3) verfügt in bekannter Weise über Ausgangsanschlüsse 1a, 1b, die in Form von metallischen Lamellen ausgebildet sind und parallel zueinander angeordnet sind. Diese Ausgangsanschlüsse 1a, 1b dienen dazu, die elektronische Schaltung auf der Karte mit einer Übertragungsvorrichtung 2 elektrisch zu verbinden, mit der zeitweise Daten ausgetauscht werden müssen. Zu diesem Zweck (siehe auch Fig. 4) trägt ein Steckelement 3 verlängerte Kontaktelemente 3a, 3b, die auf einer Trägerplatte 3c elastisch montiert sind und die mittels Leitungen 4a, 4b mit der Übertragungsvorrichtung 2 elektrisch verbunden sind, und die, wie weiter unten näher erläutert wird, zeitweise mit den Ausgangsanschlüssen 1a, 1b der Kreditkarte verbunden werden können.

Zwei Rollen 5a und 5b, die rotierbar in einem Gehäuse 6 gelagert sind, werden von einem Elektromotor 7 angetrieben, wobei die Rotationsrichtung umkehrbar ist. Diese Rollen 5a und 5b treiben mittels Reibungswirkung die Karte 1 an, auf der sie sich abstützen. Die Karte 1 selbst wird gelagert und geführt mittels einer Führungsnut 9, die im Gehäuse 6 einstückig eingebracht ist. Der Umfang der Rollen 5a und 5b ist mit einem Haftbelag versehen, der eine ausreichende Elastizität hat, um die notwendige Andruckkraft für den Reibungsantrieb zu gewährleisten.

Wenn sich die Rollen 5a und 5b in Richtung des Pfeiles 7 bewegen, verschiebt sich die Karte 1 in Richtung des Pfeiles 8, bis sie an zwei Anschlagzapfen 10a, 10b anliegt, die auf einem Schieber 10 angebracht sind. Der Schieber 10 ist innerhalb einer Führungsnut 12 verschiebbar gelagert, wobei die Führungsnut 12 ebenfalls in dem Gehäuse 6 eingeformt ist. Die Führungsnut 12 stellt die Verlängerung der Führungsnut 9 der Karte 1 dar, so daß die Einschiebung der Karte 1 in Richtung des Pfeiles 8 den Schieber 10 in derselben Richtung verschiebt (wie aus dem Vergleich der Fig. 1 und 2 erkennbar). Anschlagflächen 12a, 12b am vorderen und hinteren Ende des Gehäuses 6 begrenzen die Longitudinalverschiebung des Schiebers 10; außerdem ist am Gehäuse 6 ein elektrischer Wechselschalter 13 angebracht, der mit dem Schieber in der Art zusammenwirkt, daß er den Rotationssinn des Antriebsmotors 7 der Rollen 5a, 5b jeweils umkehrt, wenn der Schieber 10 seine vordere bzw. hintere Endstellung erreicht hat.

Eine Feder 14 stützt sich einerseits auf das Gehäuse 6 und andererseits auf den Schieber 10 und drückt damit den Schieber 10 in eine Richtung entgegengesetzt der Richtung des Pfeiles 8.

Auf dem Schieber 10 ist ein Nocken 15 montiert, dessen Funktion im folgenden erläutert wird.

Das Steckelement 3 ist auf einer Trägerplatte 16 befestigt, die in bezug auf das Gehäuse 6 mittels einer transversalen Achse 17 drehbar gelagert ist. Das Steckelement 3 weist ein gewisses Spiel derart auf, daß eine seitliche Verschiebung (in Richtung der transversalen Achse 17) möglich ist. Dieses Spiel ist derart bemessen, daß die Amplitude der seitlichen Verschiebung des Steckelementes 3 geringer ist als die Breite des Ausgangsanschlusses 1a.

Das Steckelement 3 ist daher bezüglich des Gehäuses 6 und bezüglich des Schiebers 10 derart angeordnet, daß in der vorderen Position des Schiebers 10 die Kontaktelemente 3a durch die Bewegung der Trägerplatte 16 auf die Ausgangsanschlüsse 1a aufgepreßt werden; in der vorderen Position des Schiebers 10 ist der Kontaktbereich zwischen den Kontaktelementen 3a und den Ausgangsanschlüssen 1a am weitesten vom Rand 1c der Karte 1 entfernt. In der hintersten Position des Schiebers 10 sind die Ausgangsanschlüsse 1a und die Kontaktelemente 3a nicht mehr gegenüberliegend.

Auf der Trägerplatte 16 ist ein Kniehebel 18 angebracht, der mit dem Nocken 15 des Schiebers 10 zusammenarbeitet; die Formgestaltung und die Abmessungen des Nockens 15 und des Kniehebels 18 sind derart bestimmt, daß folgende Abläufe ausgeführt werden:

Wenn der Schieber 10 in der vorderen Stellung ist (wie es in Fig. 1 dargestellt ist), befindet sich die Trägerplatte 16 in einer angehobenen Position, die Ausgangsanschlüsse 1a und die Kontaktelemente 3a sind weder in Kontakt miteinander noch gegenüberliegend.

Wenn der Schieber 10 sich nach hinten bewegt (in Richtung des Pfeiles 8), bleibt die Trägerplatte 16 in einer angehobenen Position, so daß die Ausgangsanschlüsse 1a und die Kontaktelemente 3a nicht gegenüberliegen.

Wenn der Schieber 10 sich weiter nach hinten bewegt, schwenkt die Trägerplatte 16, um die Kontaktelemente 3a gegen die Ausgangsanschlüsse 1a andrücken zu können; im Verlauf dieser Bewegung verschieben sich die Kontaktelemente 3a in Richtung der Ausgangsanschlüsse 1a, also in eine Richtung, die zumindest eine Komponente in der Oberfläche der Letztgenannten besitzt.

Wenn der Schieber 10 schließlich seine hintere Endposition erreicht hat, verbleibt die Trägerplatte abgesenkt in der Art, daß die Kontaktelemente 3a gegen die Ausgangsanschlüsse 1a drücken, wobei sich die berührenden Oberflächen gegeneinander in tangentialer Richtung verschieben.

Eine Feder 19, die zwischen dem Gehäuse 6 und der Trägerplatte 16 eingespannt ist, dient dazu, letztere in der angehobenen Position entgegen der Wirkung des Kniehebels 18 und des Nockens 15 zu halten.

Im folgenden wird nun die Fig. 5 beschrieben, die ein Schaltbild der Verbindungsschaltung darstellt.

Eine bistabile Kippschaltung 50 befindet, sich anfangs im logischen Zustand Null (dank einer Rückstelleitung 106). Der Ausgang 50a der bistabilen Kippschaltung 50 ist über ein OR-Gatter 64 mit einem Schalter 51 verbunden, der einen Elektromotor 52 anhält.

Eine zweite bistabile Kippschaltung 55 befindet sich anfänglich im logischen Zustand 1 (dank der Rückstelleitung 106). Deren Ausgang 55a ist über ein OR-Gatter 65 mit einem Umschalter 56 verbunden, der im Speisekreis des Motors 52 liegt, und mit dem der Motor 52 in den Rücklauf geschaltet werden kann, d. h. derart, daß die Rollen 5a und 5b sich entgegen der Richtung des Pfeiles 7 drehen.

Das Einschieben einer Karte 1 wird von einer fotoelektrischen Zelle 53 registriert (oder auch durch einen Mikrokontakt oder eine Reedschaltung oder eine Hall-Schaltung). Diese fotoelektrische Zelle ist derart ausgelegt, daß sie andauernd aktiviert ist und ein Signal mit dem logischen Wert Null aussendet, bis die Karte 1 in der Verbindungsvorrichtung eingeschoben ist. Mittels eines Kondensators 107 schickt sie dann über eine Leitung 54 ein Signal einerseits zur bistabilen Kippschaltung 50, um diese in den logischen Zustand 1 zu setzen, und andererseits zur bistabilen Kippschaltung 55, um diese in den logischen Zustand Null zu setzen.

Die unmittelbare Folge dieser Aktion ist, daß der Schalter 51 aktiviert wird, wodurch der Motor 52 angeschaltet wird, und daß der Umschalter 56 in die Position "Vorlauf" geschaltet wird, d. h., daß die Karte 1 und der Schieber 10 eingezogen werden, wie oben beschrieben worden ist.

Ein Endschalter 57 (Teil des Umschalters 13) registriert die maximale vordere Position des Schiebers 10 und bringt die bistabile Kippschaltung 55 zum Kippen, mit der er verbunden ist, worauf am Ausgang 55a ein Signal mit dem logischen Wert 1 ansteht; daraus resultiert eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Motors 52, da der Umschalter 56 nunmehr die Position "rückwärts" einnimmt.

In ähnlicher Weise registriert ein Kontaktelement 58 (ebenfalls Bestandteil des Umschalters 13) die maximale vordere Position des Schiebers 10 und bringt die Kippschaltung 55, mit der er verbunden ist, zum Kippen, wodurch an deren Ausgang 55a das logische Signal Null auftritt; dies hat zur Folge, daß die Bewegungsrichtung des Motors 52 erneut umgekehrt wird, da der Umschalter 56 wieder in die Position "vorwärts" geschaltet wird.

Anders ausgedrückt, mittels der Kontakte 57 und 58 führt die Karte 1 eine oszillierende Bewegung und die Trägerplatte 16 ein periodisches Auf- und Abschwenken durch, wodurch der Prozeß der Positionierung der Karte 1 sich jeweils komplett wiederholt.

Wenn der Kontakttest, der von einer Schaltung 59 durchgeführt wird, positiv ist, wird ein Signal zur bistabilen Kippschaltung 50 gegeben, mit der die Schaltung 59 über ihren Ausgang 59a verbunden ist; dieses Signal kippt die bistabile Kippschaltung 50 wieder in den logischen Zustand Null an ihrem Ausgang 50a, so daß der Schalter 51 in die Position "stop" geschaltet wird und der Motor 52 anhält.

Um die mechanische Trägheit des Motors und der mechanischen Bauteile zu berücksichtigen, ist eine Verzögerungsschaltung 60 mit einer Verzögerungszeit von 0,055 sec mit dem Ausgang 50b der bistabilen Kippschaltung 50 verbunden. Diese Verzögerungsschaltung 60 ist einerseits mit den Eingängen eines UND-Gatters 61 verbunden, dessen anderer Eingang über einen Inverter 62 mit dem Ausgang 59a der Testschaltung 59 verbunden ist. Folglich, wenn in einer Verzögerungszeit von 0,05 sec, die notwendig ist, um die Karte 1 vollständig zum Stillstand zu bringen, der hergestellte Kontakt nicht mehr besteht, gibt das UND-Gatter 61 auf seinem Ausgang 61a ein Signal mit dem logischen Wert Null ab und bringt die bistabile Kippschaltung 50 zum Kippen, und damit erscheint an deren Ausgang 50a ein Signal mit dem logischen Wert 1; dementsprechend bleibt der Motor 52 angeschaltet. Andererseits, wenn in der notwendigen Verzögerungszeit von 0,05 sec für den vollständigen Stopp der Karte 1 der hergestellte Kontakt immer noch korrekt ist, bleibt der Ausgang 61a des UND-Gatters 61 im logischen Zustand Null, wodurch das Anhalten des Motors 52 bestätigt wird.

Die Ausgänge 59a und 60a der Testschaltung 59 und der Verzögerungsschaltung 60 sind mit einem UND-Gatter 63 verbunden, das ein Bestätigungssignal an eine Anzeigevorrichtung 105 mit dem Inhalt "Kontakt hergestellt" abgibt. Damit wird angezeigt, daß ein Kontakt ordnungsgemäß hergestellt wurde und der Datenaustausch zwischen den elektronischen Schaltungen der Karte 1 und der Übertragungsvorrichtung 2 nunmehr beginnen kann.

Die Ausgänge 50a und 55a der bistabilen Kippschaltungen 50 und 55 sind jeweils mit dem Umschalter 51 (Motor ein - Motor aus) und dem Umschalter 56 (Vorwärtslauf - Rückwärtslauf) über zwei logische ODER-Gatter 64 und 65 verbunden; diese beiden ODER-Gatter 64 und 65 sind jeweils mit ihrem anderen Eingang über weitere Gatter 103, 104 mit einem Schalter 66 verbunden, der ein Auswurfsignal abgibt, wenn der Datenaustausch beendet ist; daraus resultiert dann ein Rücklauf des Motors 52, wodurch die Karte 1 ausgeworfen wird.

Zwischen dem Schalter 66, der das Auswurfsignal liefert, und den ODER-Gattern 64 und 65 ist ein UND-Gatter 104 angeordnet, an dessen anderem Eingang 104a die lichtempfindliche Zelle 53 angeschlossen ist; dies bedeutet, daß, wenn die Karte 1 aus der Verbindungsvorrichtung herausgezogen wird, das UND-Gatter 104 passiv wird, wodurch der Motor 52 angehalten wird.

Ein Zähler 100, der von der Rückstellschaltung 106 jeweils auf Null gesetzt wird, wird jeweils um eine Einheit weitergeschaltet, wozu er mittels einer Leitung 108 mit dem Ausgang 55a der bistabilen Kippschaltung 55 verbunden ist; dieser Zähler 100 (im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 weist er 15 Zählpositionen auf) steuert die Aktivierung eines UND-Gatters 101 am Ende der Zählperiode; dieses UND-Gatter 101 sendet ein Signal ab, das einerseits an eine Anzeigeeinrichtung 102 die Botschaft "Kontaktherstellung unmöglich" mitteilt, da es nicht möglich gewesen ist, einen einwandfreien Kontakt herzustellen, und das andererseits die Aktivierung eines ODER-Gatters 103 bewirkt, das seriell (über ein UND-Gatter 104) zwischen dem Schalter 66 und den ODER-Gattern 64 und 65 gelegt ist. Dies hat zur Folge, wie weiter oben im Falle des Auswurfes beschrieben, daß der Motor 52 in seinen Rückwärtslauf geschaltet wird, wodurch die Karte 1 aus der Verbindungsvorrichtung ausgeworfen wird.

Im folgenden wird nun erläutert, in welcher Art und Weise es möglich ist, zu überprüfen, ob die elektrischen Kontakte zwischen den Ausgangsanschlüssen 1a und 1b und den Kontaktelementen 3a, 3b korrekt hergestellt worden sind. Dazu dient die Fig. 6.

Die elektronische Karte befindet sich rechts von der gestrichelten Linie der Fig. 6 und enthält einen Speicher 30, dessen Speicherkapazität aus 256 Wörtern mit jeweils 4 Bits besteht.

Dieser Speicher 30 ist (abgesehen von nicht dargestellten Speisevorrichtungen) nach außen mit 8 Kontakten 1a zur Eingangsadressierung verbunden, andererseits weist er 4 Ausgangsleseleitungen 1b auf sowie eine Leitung 1d zur Einschreibsteuerung, wobei das Auslesen des Speicherinhaltes dadurch bewirkt wird, daß die Eingangsleitung 1d den logischen Wert Null besitzt.

Auf der elektronischen Karte ist ein ODER-Gatter 31 vorgesehen, dessen 9 Eingangsleitungen parallel mit den Ausgangsleitungen 1a und 1d verknüpft sind; der Ausgang dieses ODER-Gatters 31 ist über eine Leitung 1e mit einem Kontaktelement 3e verbunden. Die Ausgänge des Kontaktelementes 3b sind parallel mit den Eingängen eines ODER-Gatters 32 verbunden; der Ausgang 32a dieses ODER-Gatters 32 sowie der Ausgang des Kontaktelementes 3e sind mit zwei Eingängen 33a, 33d eines NOR-Gatters 33 verbunden.

Wie üblich, stellt die erste Adresse 00000000 des Speichers 30 das Ausgangssignal 0000 dar; andererseits bewirkt ein nicht verknüpfter Eingang ein Signal mit dem logischen Wert 1.

Um festzustellen, ob der elektrische Kontakt ordnungsgemäß hergestellt ist, reicht es aus, den Inhalt des Speichers unter der 1. Adresse auszulesen; wenn dabei eine Bitstelle mit dem logischen Wert 1 am Ausgang 59 des NOR-Gatters 33 erscheint, sind alle elektrischen Kontakte ordnungsgemäß hergestellt, ist dies nicht der Fall, ist einer der elektrischen Kontakte (1a, 1d, 1e oder 1b) fehlerhaft.

Zur einwandfreien Funktion der Karte ist zunächst erforderlich, daß diejenigen elektrischen Kontakte einwandfrei hergestellt sind, die die Speiseanschlüsse betreffen; eine Fehlfunktion der Speisekontakte führt zu einem Signal mit dem logischen Wert 1 am Eingang 33b.

Andererseits führt ein fehlerhafter Kontakt bei den Ausgangsanschlüssen 1a und 1d infolge einer offenen Verbindung über eine der parallelen Eingangsleitungen des ODER-Gatters 31 zu einem Signal mit dem logischen Wert 1 am Eingang 33a; ebenfalls wirkt sich ein Defekt bei dem Kontakt 1e auf ein Signal mit dem logischen Wert 1 am Eingang 33a aus. Dagegen bewirkt ein einwandfreier Kontakt über die Ausgangsanschlüsse 1a, 1d und 1e, daß am Eingang 33a ein Signal mit dem logischen Wert Null erscheint.

Schließlich wirkt sich ein Fehlkontakt auf einer der Ausgangsanschlüsse 1b über eine offene Verbindung (logischer Wert 1) auf den Eingang 33b aus; dagegen hat ein einwandfreier Kontakt zur Folge, daß sich ein Signal mit dem logischen Wert Null am Eingang 33b einstellt (wobei die 1. Adresse den logischen Wert 0000 besitzt).

Abhängig von dem Charakter der elektronischen Schaltungen auf der Karte 1 kann man in allgemeiner Art und Weise feststellen, ob die elektrischen Kontakte einwandfrei hergestellt wurden, in dem man bestimmte Operationen durchführt, deren Ergebnis bekannt ist. Ein Vergleich des tatsächlichen Resultates und des eigentlich zu erzielenden Resultates läßt dann Rückschlüsse über den Zustand der Kontakte zu.

Im folgenden wird nun die Funktion der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die Fig. 7 näher erläutert, die ein Flußdiagramm der Arbeitsweise der Verbindungsvorrichtung darstellt.

Die Verbindungsvorrichtung ist anfänglich in Wartestellung (70) bereit zur Aufnahme einer Karte 1. Nach der Einführung einer Karte 1 (71) wird ein Zähler auf Null gesetzt (72).

Darauf wird das Antriebssystem der Karte in Gang gesetzt; die Karte bewegt sich nach vorne. Die Kontaktoberflächen befinden sich einander gegenüber (74), nähern sich dann einander (75) und berühren sich schließlich unter Herstellung eines mechanischen Kontaktes (76).

Wenn die Karte noch nicht ihre maximale vordere Position erreicht hat (77), wird sie weiter nach vorne geschoben (78).

Wenn der elektrische Kontakt einwandfrei ist (79), wird der Motor angehalten (80), und eine Wartezeit von 0,05 sec wird ausgezählt (81).

Wenn im Verlauf dieser Wartezeit von 0,05 sec der elektrische Kontakt immer noch einwandfrei ist (82), wird ein Signal "Kontakt in Ordnung" ausgesandt (83), und dieser Teil der Funktion der Verbindungsvorrichtung findet dann ihr Ende (84).

Wenn während der Wartezeit von 0,05 sec der elektrische Kontakt nicht mehr ordnungsgemäß ist (82), wird der Motor wieder eingeschaltet (85), die Karte beginnt wieder ihre periodische Bewegung, und der Funktionszyklus wird vor der Verzweigung 77 wieder aufgenommen. Wenn bei der Verzweigung 77 die Antwort positiv ist (Abzweigung 0), anders ausgedrückt, wenn der Schieber 10 seine maximale hintere Position erreicht hat, wird der Zähler um eine Einheit weitergeschaltet (86).

Wenn infolge dieser Weiterschaltung der Zähler noch nicht seinen vorgegebenen maximalen Zählwert erreicht hat, wird die Rotationsrichtung des Motors umgekehrt (88). Daraufhin bewegt sich die Karte rückwärts, wenn sie dies vollzogen hat, nimmt sie ihre maximale vordere Position ein (89), und der Kreislauf fängt wieder in der Position mit (73) von vorne an, die Karte bewegt sich wieder vorwärts. Wenn die Karte nicht ausreichend weit zurückgeschoben ist, wird sie weiter zurückgeschoben, während dieser Phase könnte man gleichzeitig mit der Überprüfung der elektrischen Kontakte beginnen, was im Flußdiagramm nicht angegeben ist, was aber im Blockschaltbild der Fig. 5 dargestellt ist.

Wenn der Zähler infolge aufeinanderfolgender Zyklen seinen maximalen vorausbestimmten Wert angenommen hat (87), wird angegeben, daß es unmöglich gewesen ist, einen einwandfreien Kontakt herzustellen (90). Der Zyklus ist daher beendet (84), und die Karte kann beispielsweise ausgeworfen werden oder noch von der Vorrichtung aufgenommen bleiben.

Der Zähler vermeidet es, diese Zyklen mehrfach zu wiederholen, falls eine tatsächliche Verschiebung der Kontakte stattgefunden hat; letztlich kann man davon ausgehen, daß nach einer bestimmten Anzahl von Versuchen, einen einwandfreien Kontakt zu erzielen, es sinnvoller ist, den Vorgang zu stoppen.

Im Falle des dargestellten Ausführungsbeispieles und der gezeigten Figuren werden die Karte und die Verbindungsvorrichtungen von einem elektrischen Motor angetrieben, es lassen sich auch andere Ausführungsbeispiele denken, die dies unterschiedlich insofern lösen, als daß insbesondere die Verschiebung der Karte und des Schiebers durch denjenigen bewirkt wird, der die Karte in die Verbindungsvorrichtung einführt. In diesem Falle werden die Kontaktoberflächen im wesentlichen durch geeignete Führungsmittel, insbesondere Nuten, Hebel oder ähnliches, geführt.

Ebenfalls könnte der bewegliche Schieber 10 durch eine Klappe ersetzt werden, die sowohl drehbar als auch verschiebbar (in der Art der Einführungsmechanismen von Magnetbandkassetten in Abspielgeräte) ausgebildet ist.

Andererseits könnten die Karte, der Schieber und die Trägerplatte des Steckelementes derart im Gehäuse 6 angeordnet sein, daß das Steckelement und die Karte unverzüglich in bezug aufeinander gesperrt werden, wenn der Kontakt ordnungsgemäß hergestellt ist; die Trägheit des mechanischen oder manuellen Antriebsmechanismus wird bewirken, daß das Steckelement und die Karte verschoben werden, ohne daß die Lage der Kontaktzonen geändert wird; eine derartige Lösung würde insbesondere bei Nichtverwendung eines Motors die manuelle Einführung der Karte erlauben, ohne sich darum zu kümmern, wenn und ob der Kontakt ordnungsgemäß hergestellt worden ist.

Im Falle, daß die bewegliche, einführbare elektronische Karte von derjenigen Art ist, wie sie insbesondere in der französischen Offenlegungsschrift FR 23 11 360 A dargestellt ist, und als "Kreditkarte" aus dünnem Plastikmaterial ausgeführt ist, und wobei eine spezielle integrierte Schaltung (außerhalb eines PROM-Speichers sind verschiedene Steuer- und Lese/Schreibschaltungen) vorgesehen ist, so lassen sich jedoch auch bei anderen Anwendungen beträchtliche Verbesserungen hinsichtlich der Sicherheit erreichen, so z. B. als Zahlungskarte oder als Ausweiskarte zur Zugangsberechtigung usw.

Es ist daher unbedingt notwendig, Vorkehrungen zu treffen gegen bestimmte Formen von Böswilligkeit oder sogar Betrug, insbesondere gegen Fälschungen der Karte oder gegen eine Simulation ihrer Funktion.

Eine derartige Karte kann nämlich dadurch gefälscht werden, in dem man den speziellen integrierten Schaltkreis, der auf der Karte enthalten ist, durch eine bestimmte Anordnung von elektronischen Bauteilen (PROM-Speichern, Mikroprozessoren usw.) ersetzt, die sich elektrisch gleich verhalten wie die Bezugsschaltung.

Eine derartige Fälschung der Karte könnte auf zwei verschiedene Arten erreicht werden:

• 1. Indem man die mechanischen und elektronischen Bauteile auf einem Substrat derart zusammensetzt, daß die gesamte Anordnung aufnehmbar wird, insbesondere daß sie die Dicke der Karte aufweist (ungefähr 0,76 mm); um dieser Art von Fälschung entgegenzutreten, genügt es, in denjenigen Apparaten, die mit der Karte zusammenarbeiten sollen (Zugangskontrollvorrichtungen, Verteilungsvorrichtungen von Bankformularen, Verkaufsterminale usw.), einen Eingangsschlitz vorzusehen, dessen Dimensionen exakt auf das Profil einer Bezugskarte mit einer maximalen Toleranz von 0,1 mm abgestimmt ist. Diese einfache Vorkehrung erreicht, daß der größte Teil von potentiellen Betrügern vollkommen abgeschreckt wird.
  Das Risiko ist damit umgrenzt auf diejenigen Bevölkerungskreise, die sich mit den Verfahren der Mikrotechnik auskennen, und die außerdem in der Lage sind, nach ihrem Willen über das extrem spezielle Werkzeug zu verfügen, das bei der Herstellung von Hybrid-Schaltungen in der Industrie verwendet wird.
• 2. Durch die Realisierung mittels Bauteilen einer elektronischen Schaltung, die nicht auf der Karte enthalten sind und folglich außerhalb dieser angeordnet sein müssen; auf diese Art wäre es möglich, eine spezifische und voluminöse Apparatur in Betrieb zu setzen, um eine möglichst perfekte Nachahmung der Funktion einer derartigen Karte zu erreichen; diese Simulationsschaltung müßte über Kontakte (über Kupplungselemente an der Karte) über ein Kabel mit mehreren Leitungen verknüpft sein; um diese andere Betrugsmöglichkeit auszuschalten, reicht es aus, wenn an den mit der Karte zusammenarbeitenden Apparaten ein Eingangsschlitz vorgesehen ist, der über ein spezielles Verschlußsystem verfügt. Dieses System verfügt über einen beweglichen Teil in Form einer scharfen Klinge ("Guillotine") und muß in der Lage sein, sich zu öffnen, wenn die Karte eingeführt wird, und sich zu schließen, wenn die Karte eingeführt ist; ein einfacher Mikrokontaktschalter kann die vollständige Schließung des Guillotinenverschlusses anzeigen und auch die Anwesenheit von Fremdkörpern (z. B. Kabeln an seiner Eingangsschwelle); im Falle von Benutzung von sehr dünnen Drähten wird auch dies keinen Erfolg haben, da sie von der scharfen Klinge kurzgeschlossen werden.

Es soll schließlich noch darauf hingewiesen werden, daß bei diesen beiden oben aufgezählten Betrugsformen die Apparate zur Zusammenwirkung mit der Karte keinerlei Schwierigkeit haben werden, den anomalen Charakter der Funktion dieser nachgebildeten Karten zu entdecken, indem sie entweder die elektrische Leistungsaufnahme der Karte überprüfen (diese wird größtenteils wesentlich höher sein im Falle der Verwendung mehrerer Mikroprozessoren), oder indem das Zeitintervall bis zur Antwort der Karte (Einschreibzeit) überprüft wird, auch dieses ist notwendigerweise länger im Falle der Verwendung einer Anordnung von Mikroprozessoren wegen der großen Anzahl von Mikrobefehlen, die notwendig sind, eine vollständige Funktion zu gewährleisten.

Es ist einsichtig, daß diese Mittel, die oben beschrieben worden sind, um die Verwendung einer gefälschten Karte zu verhindern, ohne Schwierigkeiten bei einer Verbindungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet oder angepaßt werden können, insbesondere am Eingang derselben bei den Antriebsrollen 5a und 5b.

Claims (20)

1. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zur Informationsübermittlung zwischen Anschlußkontakten eines elektrischen Apparates und zugeordneten, entsprechenden Kontaktelementen eines entfernbaren Gegenstandes mit aufgebrachten elektrischen Schaltkreisen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• a) Die Oberflächen einander zugeordneter Kontakte (3a, 3b) und Kontaktelemente (1a, 1b) werden in elektrisch leitende Verbindung gebracht,
• b) die ordnungsgemäße Ausrichtung und elektrische Verbindung der zugeordneten Kontaktoberflächen werden überprüft und
• c) bei negativem Ergebnis werden die Kontaktoberflächen zueinander verschoben, bis die Überprüfung eine ordnungsgemäße Ausrichtung und Verbindung feststellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (1a, 1b) des entfernbaren Gegenstandes (1) und die Kontakte (3a, 3b) des elektrischen Apparates langgestreckt und zueinander parallel verlaufen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeordneten Kontaktoberflächen in Richtung der Verlängerung der Kontakte bzw. Kontaktelemente zueinander verschoben werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verfahrensschritt (a) beinhaltet, die korrespondierenden Kontakte (3a, 3b) und Kontaktelemente (1a, 1b) in eine Position zu bringen, in der sie einander gegenüberliegen und dann die Kontaktoberflächen aufeinander zu und voneinander weg zu bewegen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktherstellung gemäß Verfahrensschritt a) und die Verschiebung der Kontaktoberflächen gegeneinander gemäß Verfahrensschritt c) miteinander verbunden werden, derart, daß die Folge der Verfahrensschritte (a bis c) so lange wiederholt wird, bis die Überprüfung eine ordnungsgemäße Ausrichtung und Verbindungsherstellung ergibt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktherstellung gemäß Verfahrensschritt (a) und die Relativverschiebung der gegenüberliegenden Kontakte gemäß Verfahrensschritt (c) mehrfach mit einer vorbestimmten Anzahl von Wiederholungen durchgeführt wird, wenn die Überprüfung eine nicht korrekte Ausrichtung und nicht korrekte elektrische Verbindungsherstellung ergibt, und beendet wird, sobald die Überprüfung korrekte Ausrichtung und Verbindungsherstellung anzeigt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt (c) der relativen Verschiebung korrespondierender Kontakte und Kontaktelemente eine statistische Verschiebungsbewegung dieser zueinander in einer Richtung senkrecht zur Richtung der Ausdehnung der Kontakte beinhaltet.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt (b) der Überprüfung der ordnungsgemäßen elektrischen Verbindungsherstellung beinhaltet, daß vorherbestimmte Schaltvorgänge durchgeführt werden, die eine vorherbestimmte Reaktion des entfernbaren Gegenstandes (1) bei ordnungsgemäßer Ausrichtung und Verbindungsherstellung hervorrufen, und daß das tatsächliche Ausgangssignal des entfernbaren Gegenstandes mit dem erwarteten, vorherbestimmten Ausgangsmaterial verglichen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Kontakte (1a, 1b) des entfernbaren Gegenstandes (1) im wesentlichen ebene elektrische Leitungsbahnen sind, und daß die Kontakte (3a, 3b) des elektrischen Apparates elastisch befestigte Drahtabschnitte sind.

10. Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem elektrischen Apparat und einem entfernbaren Gegenstand mit mindestens einem elektrischen Schaltkreis, wobei der entfernbare Gegenstand elektrische Kontaktelemente und der elektrische Apparat zugeordnete elektrische Kontakte aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Bestandteile vorgesehen sind:

• a) erste Einrichtungen (6, 9) zur Aufnahme des entfernbaren Gegenstandes (1) in einer definierten Position, in der eine eindeutige Zuordnung der entsprechenden Kontaktelemente (1a, 1b) des entfernbaren Gegenstandes (1) zu den entsprechenden Kontakten (3a) des elektrischen Apparates erreicht wird,
• b) zweite Einrichtungen (10, 15-18) zur Herstellung einer Verbindung zwischen den zugeordneten Kontakten (3a, 3b) /Kontaktelementen (1a, 1b),
• c) eine dritte Einrichtung (2) zur Überprüfung der elektrischen Verbindung und der ordnungsgemäßen Zuordnung der Kontaktoberflächen und
• d) vierte Einrichtungen (5a, 5b, 12, 52) zur Relativverschiebung der Kontaktoberflächen zueinander.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vierten Einrichtungen (5a, 5b, 12, 52) eine alternierende Relativverschiebung der Kontaktoberflächen ermöglichen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (1a, 1b) des entfernbaren Gegenstandes (1) streifenförmige, zueinander parallelliegende Kontaktoberflächen bilden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die vierten Einrichtungen (5a, 5b, 12, 52) zur Relativverschiebung Führungsmittel (12) beinhalten, die eine Führung des entfernbaren Gegenstandes (1) parallel zur Ausrichtung der streifenförmigen Kontaktelemente (1a/1b) ermöglichen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Einrichtungen (10, 15-18) zur Verbindungsherstellung so ausgestaltet sind, daß sie die einander zugeordneten Kontaktelemente (1a, 1b) und Kontakte (3a, 3b) in eine gegenüberliegende Position bringen und diese alternierend aufeinander zu und voneinander weg bewegen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 10 und 14, gekennzeichnet durch eine bewegliche Trägerplatte (3c) zur Aufnahme der Kontakte (3a, 3b), einen Schieber (10), der von dem entfernbaren Gegenstand (1) betätigt wird, und der gegen die Ausstoßrichtung des entfernbaren Gegenstandes (1) federnd vorgespannt ist, und durch einen Nocken (15) zwischen dem Schieber (10) und der Trägerplatte (3c), durch den diese Trägerplatte (3c) eine Relativbewegung der Kontakte (3a, 3b) auf die Kontaktelemente (1a, 1b) zu und von diesen weg erzeugen kann.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Relativbewegung Einrichtungen vorgesehen sind, die die Position des Schiebers (10) festlegen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (3c) transversal verschiebbar ist relativ zur Längsrichtung der Kontaktelemente (1a, 1b) des entfernbaren Gegenstandes (1), so daß sich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Relativbewegungen der Kontaktoberflächen aufeinander zu bzw. voneinander weg ein statisch auftretender seitlicher Versatz der Kontakte einstellt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß elektronische Steuereinrichtungen vorgesehen sind, die die von den ersten vier Einrichtungen erzeugten Abläufe mehrere Male wiederholen, wenn die Überprüfung der Verbindungsherstellung nicht zufriedenstellend verläuft.

19. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Einrichtung (2) zur Überprüfung folgende Bauteile enthalten:

• a) zum Anlegen eines vorgegebenen elektrischen Signals an mindestens einen der Kontakte (3a, 3b) des elektrischen Apparates, worauf der entfernbare Gegenstand (1) eine bestimmte Signalantwort abgibt, und
• b) zum Vergleich der tatsächlichen Signalantwort des Gegenstandes (1) mit einer vorgegebenen Signalantwort.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß im entfernbaren Gegenstand (1) Informationen gespeichert sind, die die erwartete Signalantwort bilden, wenn das vorgegebene elektrische Signal von der dritten Einrichtung (2) angelegt wird.