DE4218970C2 - Chipkartenleser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Chipkartenleser nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Chipkartenleser haben die Aufgabe, die Kontakte des auf der Karte angeordneten elektronischen Chips in einer bestimmten Endposition der Karte im Leser zu kontaktieren, um so ein "Lesen" der Informationen des Chips, aber gegebenenfalls auch ein Eingeben von Informationen in die Chipkarte zu ermöglichen.

Chipkartenleser der genannten Art finden heute vielfältig Anwen­ dung, zum Beispiel in sogenannten stationären Kartentelefonen, aber auch in Mobiltelefonen, Geldautomaten ecetera.

Ein Chipkartenleser ist in der DE 38 10 275 A1 beschrieben.

Dieser Chipkartenleser weist einen mobilen Kontaktträger im Rahmen des Lesers auf, der parallel zur Einführung der Chipkarte gegen die Karte zur Kontaktierung geführt wird.

Die elektrische Verbindung der Kontakte des Chips mit den Kontak­ ten des Kontaktträgers wird über einen "Endlagenschalter" er­ reicht, der aus zwei Federkontakten besteht, von denen der eine kurz nach Erreichen der Endposition der Chipkarte im Leser (Lesestellung) durch Auflaufen auf den Rahmen betätigt wird.

Der bekannte Chipkartenleser hat sich grundsätzlich bewährt. Da derartige Kartenleser heutzutage jedoch in großen Stück­ zahlen hergestellt werden, besteht der Wunsch nach einer ratio­ nelleren und preiswerteren Fertigung. Eine weitere Verbesserung der bekannten Chipkartenleser wird auch dahingehend angestrebt, daß die Vorrichtung möglichst störungsfrei arbeitet. Dies berei­ tet deshalb gelegentlich Probleme, weil Staubteilchen oder Feuchtigkeit in den Leser eindringen, die insbesondere im Bereich des Endlagenschalters zu Fehlschaltungen führen oder den Schalt­ vorgang behindern.

Dies gilt auch für einen Endlagenschalter, wie er aus der US 4,900,273 bekannt ist. Der Weg der Kontakte des Endlagen­ schalters wird bei dieser Ausführungsform zwar durch einen Anschlag begrenzt, der durch eine Vertiefung im Rahmen gebildet wird, in die der Kontakt mit einem entsprechenden Arm hineinragt; aber auch bei dieser Ausführungsform können Staubteilchen oder Feuchtigkeit die Funktion des Schalters negativ beeinflussen.

Schließlich ist es aus der EP 0 231 409 A1 bekannt, den mecha­ nischen Endlagenschalter durch einen elektronischen Mikroschalter zu ersetzen. Hierdurch werden zwar teilweise die Probleme durch Verunreinigungen beziehungsweise Feuchtigkeit beseitigt; nachteilig bei diesem Mikroschalter ist jedoch der sehr kurze Schaltweg, so daß es schon bei geringen Unregelmäßigkeiten während des Einschubs der Chipkarte zu Unregelmäßigkeiten bei der Aktivierung des Mikroschalters kommen kann. Der Endschalter darf nämlich erst dann schalten, wenn die endgültige Kontaktpo­ sition zwischen den Kontakten der Chipkarte und den Kontakten des Kontaktträgers erreicht ist, um eine weitere Relativver­ schiebung der Kontakte und damit einen unnötigen Abrieb zu verhindern. Dies ist deshalb wichtig, weil sowohl die Karte als auch der Leser für sehr große Steckzyklen ausgelegt sind. Durch gegenseitigen Abrieb der Kontakte kommt es dagegen zu einer deutlichen Verkürzung der Lebensdauer von Karte und Chip­ kartenleser.

Der Erfindung liegt in soweit die Aufgabe zugrunde, einen Chip­ kartenleser der eingangs genannten Art anzubieten, dessen Funk­ tionstüchtigkeit unabhängig von etwaigen Staubteilchen und Feuchtigkeit gewährleistet ist und der eine Kontaktierung zwischen Chipkarte und Leser erst in der wirklichen Endposition der Chipkarte ausführt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß dieses Ziel auf überraschend einfache Weise durch die Verwendung eines zum Beispiel aus der DE 36 31 428 A1 oder DE 84 37 099 U1 bekannten Folienschalters erreichbar ist. Folien­ schalter aus diesen Schriften sind als Schalter für Tastenfelder oder Autohupen bekannt. Sie bestehen im wesentlichen aus zwei, durch Folien getrennten Kontaktelementen, die durch Vorspannung oder Zwischen­ schaltung von elastischen Elementen im Normalfall beabstandet zueinander verlaufen, die jedoch unter Druck miteinander kontak­ tiert werden können.

Dabei kann der Schaltweg, der dem Abstand zwischen den Kontakten entspricht, je nach Anwendungsfall nahezu beliebig eingestellt werden.

Entsprechend umfaßt die Erfindung in ihrer allgemeinsten Aus­ führungsform einen Chipkartenleser mit den Merkmalen des Hauptanspruchs.

Es erfolgt also keine unmittelbare Berührung zwischen Chip­ karte und Kontakt (Kontakten). Vielmehr sind die Kontakte des Folienschalters innerhalb einer Folienumhüllung angeordnet und damit hermetisch gegen äußere Einflüsse abgeschirmt. Der Schalter ist damit sowohl staubdicht als auch feuchtigkeitsdicht. Dies stellt einen wesentlichen Vorteil gegenüber den bekannten Endlagenschaltern dar.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß sich der Folienschalter besonders leicht auf dem Rahmen des Kartenlesers montieren läßt. Während im Stand der Technik (mit vereinzelnten Kontakten) jeder Kontakt selbst im Rahmen montiert werden mußte, genügt es nun, den Folienschalter insgesamt am Rahmen zu befestigen, beispielsweise dort aufzukleben, mit Clips (lösbar) festzu­ legen oder ihn einfach aufzustecken.

Ebenso kann der Endkontakt natürlich auch aufgeschraubt werden.

Die elektrischen Anschlußelemente des Folienschalters werden - je nach Bauform des Chipkartenlesers - an geeigneter Stelle aus dem "Körper" des Endkontakts herausgeführt, wobei diese "Anschlußfüße" selbst zur Positionierung des Schalters im Rahmen genutzt werden können.

Nach einer Ausführungsform verlaufen die Anschlußfüße des Folien­ schalters parallel zu den Anschlußenden der Kontakte des Kon­ taktträgers, wodurch sich die weiteren Verbindungen besonders einfach herstellen lassen.

Der Folienschalter wird auf einem festen Rahmen konfektioniert, der den Körper zumindest in Einschubrichtung der Chipkarte abstützt. Dies hat den Vorteil, daß der Endlagenschalter nicht beliebig in Einschubrichtung der Karte ausweichen kann. Vielmehr wird er durch den festen Rahmen "abgestützt"; gleichzeitig kann auf diese Weise der Schaltweg und die Schaltposition des Folienschalters exakt eingestellt werden.

Der Schaltweg läßt sich nicht nur - wie oben dargestellt - durch die Anordnung der Kontakte innerhalb der Folienumhüllung manipulieren. Es ist auch möglich, die Kontaktfläche des Folien­ schalters (zur Chipkarte) beziehungsweise die der Kontaktfläche gegenüberliegende Fläche mit einer elastischen Platte abzudecken, wodurch sich der Schaltweg entsprechend einstellen läßt.

Ein derartiger Folienschalter als Bestandteil eines Chipkarten­ lesers hat folgende weitere Vorteile:

• - Es tritt so gut wie kein Abrieb auf; im Stand der Technik (US 4,900,273) wird sogar ein Abrieb bewußt in Kauf genom­ men, um etwaige Oxidationen durch Feuchtigkeitseinfluß wieder abzureiben. Es ist offensichtlich, daß die Funktionstüchtig­ keit des Schalters deutlich erhöht wird, wenn es gar nicht erst zu Oxidationen oder Verunreinigungen kommt.
• - Entsprechend bedarf der Folienschalter auch keiner Selbst­ reinigung.
• - Der Kontaktweg (Schaltweg) kann je nach Anwendungsfall exakt eingestellt werden.
• - Der Folienschalter ist leicht im Rahmen montierbar.
• - Insbesondere bei der Konfektionierung des "Körpers" des Folien­ schalters aus einem festen Rahmen, der beispielsweise aus Metall bestehen kann, wird eine hohe Stabilität des Schalters erreicht.
• - Damit ist ein erfindungsgemäßer Chipkartenleser nicht nur sicherer als bekannte Ausführungsformen, sondern sogar ein­ facher und preiswerter herstellbar.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Dabei zeigt die einzige Figur - in perspektivischer schematischer Ansicht - einen unteren Abschnitt eines Rahmens eines Chipkarten­ lesers sowie angedeutet eine in diesen zugeführte Chipkarte.

Die Figur zeigt den unteren Teil eines Rahmens 10 eines Chip­ kartenlesers, wie er in seinem grundsätzlichen Aufbau bekannt ist, weshalb nachstehend nur einige wesentliche Merkmale aufge­ führt sind.

Im Rahmen 10 ist ein Kontaktträger 12 ausgebildet, in dem eine Vielzahl von elektrischen Kontakten 14 angeordnet sind, deren freie Enden (Füße) 14a nach unten weg führen, wo sie an weitere (nicht dargestellte) elektrische Anschlüsse angeklemmt sind.

Der Kontaktträger 12 mit den Kontakten 14 befindet sich auf der in der Zeichnung rechten Hälfte des Rahmens 10, entsprechend der Position eines elektronischen Chips 16 auf der (in der Figur) rechten Unterseite einer Chipkarte 18.

Die (meist horizontale) Zuführung der Chipkarte 18 in den Chip­ kartenleser (zwischen dem dargestellten Rahmen 10 und einem oberen Rahmenabschnitt) wird unterstützt durch Führungsstege 20 auf den seitlichen Abschnitten des Rahmens 10. Entsprechend ist der Abstand der Führungsstege 20 gleich oder geringfügig größer als die Breite der Chipkarte 18 (senkrecht zur Einschub­ richtung E).

Die Chipkarte 18 wird nun soweit vorgeschoben, bis sie in den Bereich eines als Endlagenschalter ausgebildeten Schaltkontaktes 22 gelangt, der wie folgt aufge­ baut ist:

In einem U-förmigen festen Rahmen 22a, der entgegen der Ein­ schubrichtung E geöffnet ist, liegt eine elastische Platte 22b, der - in Einschubrichtung E - ein Folienschalter 24 vorge­ lagert ist. Der Folienschalter 24 besteht aus einem ersten, scheibenförmigen Kontakt 24a und einem zweiten stiftartigen Kontakt 24b mit einer am freien Ende in Richtung auf den schei­ benförmigen Kontakt 24a vorspringenden Kontaktnase (nicht darge­ stellt).

Beide Kontakte 24a, 24b sind von einer gemeinsamen Folie 26 umschlossen, durch die lediglich die Anschlußkontakte 28a, 28b nach unten herausragen.

Im Normalfall sind die Kontakte 24a, 24b beabstandet zueinander, was durch entsprechende elastische Distanzstücke innerhalb der Umhüllung der Folie 26 erreicht wird.

Stößt die Chipkarte 18 nun mit ihrer vorderen Kante 18a gegen den Folienschalter 24, so werden die Kontakte 24a, 24b in der Stellung miteinander kontaktiert, in der die Chipkarte 18 ihre Endlage gegenüber dem Rahmen 10 erreicht hat; das heißt, in diesem Moment befinden sich die Kontakte des Chips 16 unmittel­ bar gegenüberliegend den korrespondierenden Kontakten 14 des Kontaktträgers 12, so daß der über die Anschlußkontakte 28a, b erfolgende Schaltkontakt jetzt ein Lesen/Einlesen der Informa­ tionen des Chips 16 in beziehungsweise aus dem Chipkartenleser ermöglicht.

Der Endlagenkontakt 22 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel einfach am hinteren Rahmenteil 10a aufgeklebt und sicher fixiert. Der feste Rahmen 22a sorgt dafür, daß auch bei übermäßigem Druck der Chipkarte 18 auf den Folienschalter 24 dieser funk­ tionsbereit bleibt und nicht nach hinten weggedrückt werden kann.

Es ist offensichtlich, daß nach Entnahme der Chipkarte 18 die Kontaktierung analog wieder unterbrochen wird, sobald die Kon­ takte 24a, 24b des Folienschalters 24 gelöst werden.

Claims (8)

1. Chipkartenleser mit
1.1. einem Rahmen (10) zur Aufnahme und Führung einer mit einem elektronischen Chip (16) bestückten Chipkarte (18), wobei
1.2 der Rahmen (10) einen mit elektrischen Kontakten (14) bestückten Kontaktträger (12) aufweist,
1.3 die Kontakte (14) des Kontaktträgers (12) sind so angeordnet, daß sie in der Endposition der Chipkarte (18) die korres­ pondierenden Kontakte des Chips (16) berühren,
1.4 an dem in Einschubrichtung (E) der Chipkarte (18) hinteren Rahmenteil (10a) ist ein Schaltkontakt (22) derart angeordnet, daß er nach Aktivierung durch die entsprechende vordere Kante (18a) der Chipkarte (18) die elektrische Verbindung der Kontakte (14) des Kontaktträgers (12) mit den Kontakten des Chips (16) freigibt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt (22) ein Folienschalter (24) ist, dessen Körper auf einem festen Rahmen (22a) angeordnet ist, der den Körper zumindest in Einschubrichtung (E) der Chipkarte (18) abstützt.

2. Chipkartenleser nach Anspruch 1, bei dem der Kontakte (24a, 24b) enthaltende Körper des Folienschalters (24) allseits feuchtigkeits- und staubdicht abgeschlossen ist.

3. Chipkartenleser nach Anspruch 2, bei dem elektrische An­ schlußkontakte (28a, b) des Folienschalters (24) aus dem Körper des Folienschalters (24) vorstehen.

4. Chipkartenleser nach Anspruch 3, bei dem die Anschluß­ kontakte (28a, b) des Folienschalters (24) parallel zu freien Enden (14a) der Kontakte (14) des Kontaktträgers (12) verlaufen.

5. Chipkartenleser nach einem der Ansprüche 1-4, bei dem die Kontaktfläche des Folienschalters (24) mit einer zusätzlichen elastischen Platte bedeckt ist.

6. Chipkartenleser nach einem der Ansprüche 1-4, bei dem zwischen dem Körper des Folienschalters (24) und dem Rahmen (22a) eine elastische Platte (22b) angeordnet ist.

7. Chipkartenleser nach einem der Ansprüche 1-6, bei dem der Schaltkontakt (22) auf dem Rahmen (10) aufgeklebt ist.

8. Chipkartenleser nach einem der Ansprüche 1-6, bei dem der Schaltkontakt auf dem Rahmen lösbar aufgesteckt ist.