DE4332174A1 - Endlagenschalter für einen Chipkartenleser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Endlagenschalter für einen Chipkartenleser. Chipkartenleser haben die Aufgabe, die Kontakte des auf einer zugehörigen 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 Anwendung, zum Beispiel in sogenannten stationären Karten­ telefonen, aber auch in Mobiltelefonen, Geldautomaten etc.

Ein Chipkartenleser der genannten Art 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 Chip­ karte gegen die Karte zur Kontaktierung geführt wird.

Die elektronische Verbindung der Kontakte des Chips mit den Kontakten des Kontaktträgers wird über einen "Endlagen­ schalter" erreicht, 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.

Ein gewisses Problem stellt jedoch der Schaltweg dar. Zum Beispiel bei einem Chipkartenleser mit einem sogenannten "Schlitten" wird die Karte zunächst in den Schlitten geführt und dann mit dem Schlitten in die Lesestellung gebracht. Damit der Schlitten in der Endposition einrastet, wird er zunächst über die eigentliche Endstellung hinaus bewegt, rastet dann ein und bewegt sich dabei ein kleines Stück zurück. In der dann definierten Endstellung muß jedoch eine sichere Kontaktierung des Endlagenschalters gewährleistet sein.

Der "Schaltweg" beträgt zwar nur einige hundertstel oder zehntel Millimeter. Fertigungstoleranzen sowie Verschleiß­ erscheinungen bei längerem Gebrauch des Chipkartenlesers können jedoch dazu führen, daß die Aktivierung des End­ lagenschalters nicht mehr mit der erforderlichen Präzision möglich ist.

Dies gilt auch für einen Endlagenschalter, wie er aus der US-PS 4,900,273 bekannt ist. Der Weg der Kontakte des End­ lagenschalters wird bei dieser Ausführungsform durch einen Anschlag begrenzt, der durch eine Vertiefung im Rahmen ge­ bildet wird, in die der Kontakt mit einem entsprechenden Arm hineinragt.

Eine weitere Ausführungsform eines Endlagenschalters ist durch die EP 0 231 409 A1 vorgegeben. Der Endlagenschalter ist hier als elektronischer Mikroschalter gestaltet. Gerade bei einem solchen Mikroschalter besteht nur ein sehr kurzer Schaltweg, so daß es schon bei geringen Unregelmäßigkeiten während des Einschubs der Chipkarte zu Unregelmäßigkeiten bei der Aktivierung des Mikroschalters kommen kann. Der End­ lagenschalter darf nämlich erst dann und muß dann schalten, wenn die endgültige Kontaktposition zwischen den Kontakten der Chipkarte und den Kontakten des Kontaktträgers erreicht ist.

Der Erfindung liegt insoweit die Aufgabe zugrunde, einen Endlagenschalter der gattungsgemäßen Art anzubieten, der einen erweiterten Schaltweg (sogenannte Hysterese) aufweist und der eine sichere Kontaktierung auch nach sehr großen Steckzyklen ermöglicht.

Die Erfindung steht unter der Erkenntnis, daß diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, indem dem eigentlichen Schalter (Schaltelement) ein Federelement zugeordnet wird, so daß die Aktivierung des Endlagenschalters nicht unmittelbar über die Karte beziehungsweise einen Schlitten, in dem die Karte geführt wird, erfolgt, sondern mittelbar über die Betätigung des zwischengeschalteten Federelementes. Auf diese Weise kann die Hysterese auch bei kleinen Endlagenschaltern mit kurzem Schaltweg in gewünschtem Umfang vergrößert werden.

Gleichzeitig ermöglicht es das Federelement, Toleranzen auszugleichen, ohne die Funktionstüchtigkeit des Endlagen­ schalters zu beeinträchtigen.

In ihrer allgemeinsten Ausführungsform betrifft die Erfin­ dung einen Endlagenschalter für einen Chipkartenleser, be­ stehend aus einem Schalter und einem, dem Schalter zugeord­ neten Federelement, wobei Schalter und Federelement gemein­ sam am Rahmen des Chipkartenlesers oder gemeinsam an einem im Rahmen des Chipkartenlesers geführten Schlitten zur Auf­ nahme einer Chipkarte oder getrennt voneinander am Rahmen beziehungsweise am Schlitten derart positioniert sind, daß eine von der Chipkarte ausgehende Druckkraft über das Feder­ element auf den Schalter zu dessen Aktivierung übertragbar ist.

Dabei kann - je nach Bauform des Chipkartenlesers - die Chipkarte unmittelbar auf das Federelement wirken, oder bei­ spielsweise mittelbar über einen zugehörigen Schlitten, in dem die Chipkarte im Leser geführt wird.

Im einfachsten Fall ist das Federelement direkt auf dem Schalter angeordnet und weist in eine zur Einführrichtung der Chipkarte entgegengesetzte Richtung (das Federelement weist also in Richtung auf den Einführschlitz der Chipkarte).

Andere alternative Bauformen sehen vor, den Schalter und das Federelement am Schlitten anzuordnen, wobei diese dann gegen einen gehäuseseitigen Anschlag geführt werden, oder Schalter und Federelement zu trennen, wobei ein Teil am Rahmen des Chipkartenlesers und das andere Teil am Schlitten befestigt werden. In allen Fällen wird die gewünschte Hysteresever­ längerung des Schaltweges erreicht.

Es ist selbstverständlich, daß die Anordnung der Aufnahme beziehungsweise des Schalters und des Federelementes so zu wählen ist, daß sie mit der Chipkarte oder dem Schlitten in einer Kontaktebene liegen.

Nach einer Ausführungsform wird das Federelement von einem, an der Aufnahme befestigten Federarm gebildet, dessen freies Ende im Abstand vor dem Schalter angeordnet ist.

In diesem Fall besteht also ein Abstand zwischen der Kon­ taktfläche des Schalters und dem korrespondierenden Ab­ schnitt des Federarms, der entsprechend dem gewünschten Schaltweg einstellbar ist.

Der Schaltweg läßt sich weiter dadurch manipulieren, indem die Aufnahme für den Schalter in oder entgegen der Einschub­ richtung der Karte verstellbar (justierbar) angeordnet ist. Im einfachsten Fall geschieht dies beispielsweise durch unterschiedliche Rastpositionen zwischen dem Gehäuse (Rahmen) des Lesers und der Aufnahme für den Schalter. Eine alternative Ausführungsform sieht vor, Bohrungen in der Aufnahme (dem Gehäuse) anzuordnen, die im wesentlichen senkrecht zur Einschubrichtung der Karte verlaufen und in Einschubrichtung der Karte eine größere Öffnungsweite aufweisen als senkrecht dazu, so daß die Aufnahme in unterschiedlichen Stellungen auf dem Gehäuse des Chip­ kartenlesers verschraubt werden kann.

Während bei der vorstehend genannten Ausführungsform mit einem separaten, an der Aufnahme oder dem Schlitten befestigten Federarm dieser unmittelbar auf den Schalter wirkt, kann zur weiteren Vergrößerung des Schaltweges nach einer alternativen Ausführungsform das freie Ende des Federarms einen in Verschieberichtung der Chipkarte ab­ stehenden, weiteren Federteil aufweisen. In diesem Fall steht der Federteil zum Beispiel in Richtung auf die Chipkarte vor, wenn das Federelement am Rahmen oder an der Aufnahme für den Schalter befestigt ist. Der Federteil kann ein elastisches Kissen sein, er kann aber auch aus einer Druckfeder bestehen, die dann vorzugsweise auf einem Dorn aufsitzt, wobei die Druckfeder den Dorn überragt. In diesem Fall wird also die Chipkarte beziehungsweise der Schlitten des Lesers gegen das freie Ende der Druckfeder geführt, diese bei weiterer Einführbewegung der Chipkarte gestaucht und damit der elastische Federarm gegen den Schalter bewegt, wobei die Dimensionierung der einzelnen Bauteile in Abhängigkeit von dem gewünschten Schaltweg erfolgt.

Die Aufnahme selbst kann aus einem Gehäuse bestehen, das zwischen dem Federelement beziehungsweise Federteil und dem Schalter eine Aussparung aufweist, um die entsprechende Kontaktierung zu ermöglichen.

Die erfindungsgemäße Gestaltung des Endlagenschalters er­ möglicht es, auch Schalter mit ansonsten sehr kleinem Schaltweg zu verwenden, also beispielsweise Mikroschalter oder Drucktaster. Die Erfindung ermöglicht weiterhin, den Schalter feuchtigkeits- und staubdicht auszuführen, also beispielsweise einen Folienschalter zu verwenden, wie er in der älteren deutschen Patentanmeldung P 42 18 970.5-53 näher beschrieben ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merk­ malen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungs­ unterlagen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispieles näher beschrieben.

Dabei zeigen - jeweils in schematisierter Darstellung -

Fig. 1: eine Aufsicht auf die untere Halbschale eines Chipkartenlesers mit einem erfindungsgemäßen End­ lagenschalter

Fig. 2: einen Schnitt durch den Endlagenschalter nach Fig. 1.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Chipkartenleser handelt es sich um eine Bauart, bei der ein Schlitten 10 zur Aufnahme einer Chipkarte 14 längsverschieblich in einem Rahmen 12 geführt ist. Nach Einschieben der Karte 14 in Pfeilrichtung E stößt die Karte 14 zunächst an das hintere Ende des Schlittens 10, so daß anschließend Schlitten 10 und Karte 14 gemeinsam in Pfeilrichtung E weitergeführt werden, bis die gewünschte Endposition (Kontaktposition der Chipkarte 14) erreicht ist. Die Kontaktierung zwischen den Kontakten der Chipkarte 14 und den Kontakten des Lesers wird durch einen Endlagenschalter 16 aktiviert, sobald der Schlitten 14 den Endlagenschalter 16, dessen Aufbau sich im einzelnen aus Fig. 2 ergibt, erreicht hat.

Der Endlagenschalter 16 besteht aus einer gehäuseartigen Aufnahme 18, die nach vorne (in Richtung auf die Karte 14) offen ist und oberseitig sowie vorderseitig Rastnasen 20, 22 zur Aufnahme eines Drucktasters 24 aufweist, dessen elek­ trische Anschlußfüße 26 eine Öffnung 28 im unteren Abschnitt der Aufnahme 18 durchragen.

Die Vorderseite der Aufnahme 18 ist nach unten verlängert und von dort aus erstreckt sich bogenförmig ein Federarm 30 nach oben, dessen freies Ende 32 vor der offenen Frontseite der Aufnahme 18 und vor dem Drucktaster 24 liegt, und zwar in einem vorwählbaren Abstand, entsprechend dem gewünschten Schaltweg. Von dem freien Ende 32 erstreckt sich in Richtung auf die Karte 14 desweiteren ein Dorn 34, auf dem eine Druckfeder 36 aufsitzt, die den Dorn 34 in Richtung auf die Karte 14 überragt (Fig. 1).

Die Aufnahme 18 ist am Rahmen 12 des Lesers befestigt, bei­ spielsweise verschraubt oder verrastet.

Beim Einschieben der Karte 14 wird der Schlitten 10 - wie dargestellt - mitbewegt, und zwar zunächst über die eigent­ liche Endposition (Kontaktposition) hinaus, bevor der Schlitten 10 nach unten in die Endlagen-Rastposition abge­ senkt und festgehalten wird. Die entsprechenden Führungs- und Rastelemente für den Schlitten 10 gehören zum Stand der Technik und werden deshalb hier nicht näher beschrieben.

Bei der Bewegung des Schlittens 14 wird gleichzeitig Druck auf die Feder 36 ausgeübt, die den Federarm 30 in Richtung auf den Drucktaster 24 bewegt, wobei die Dimensionierung derart ist, daß der Drucktaster 24 in der tatsächlichen Endstellung des Schlittens 14 in Schaltposition liegt, so daß die Kontaktierung zwischen Chipkarte 14 und Leser ge­ währleistet ist.

Die erfindungsgemäße Ausführung des Endlagenschalters 16 ermöglicht eine Erweiterung der Hysterese (des Schaltweges), so daß der Schalter (Drucktaster) 24 in jedem Fall sicher geschaltet werden kann.

Claims (12)

1. Endlagenschalter für einen Chipkartenleser, bestehend aus einem Schalter (24) und einem, dem Schalter (24) zugeordneten Federelement (30, 36), wobei Schalter (24) und Federelement (30, 36)

• a) gemeinsam am Rahmen (12) des Chipkartenlesers, oder
• b) gemeinsam an einem im Rahmen (12) des Chipkartenlesers geführten Schlitten (10) zur Aufnahme einer Chipkarte (14) oder
• c) getrennt voneinander am Rahmen (12) beziehungsweise am Schlitten (10)

derart positionierbar sind, daß eine von der Chipkarte (14) ausgehende Druckkraft über das Federelement (30, 36) auf den Schalter (24) zu dessen Aktivierung übertragbar ist.

2. Endlagenschalter nach Anspruch 1, mit einem in einer Aufnahme (18) positionierten Schalter (24) und einem, in Richtung auf die in den Chipkartenleser einführbare Chipkarte (14) vor dem Schalter (24) angeordneten Federelement (30, 36), welches am Schalter (24) oder dessen Aufnahme (18) angelenkt ist.

3. Endlagenschalter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Federelement (30) von einem, an der Aufnahme (18) oder am Schlitten (10) befestigten Federarm gebildet wird, dessen freies Ende (32) - in Einschubrichtung der Chipkarte (14) - im Abstand vor dem Schalter (24) angeordnet ist.

4. Endlagenschalter nach Anspruch 3, bei dem das freie Ende (32) des Federarms (30) einen - in Verschieberichtung der Chipkarte (14) - abstehenden weiteren Federteil (36) aufweist.

5. Endlagenschalter nach Anspruch 4, bei dem der Federteil aus einem elastischen Kissen besteht.

6. Endlagenschalter nach Anspruch 4, bei dem der Federteil (36) aus einer, auf einem Dorn (34) aufsitzenden und den Dorn (34) überragenden Druckfeder (36) besteht.

7. Endlagenschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem die Aufnahme (18) aus einem Gehäuse besteht, das zwischen dem Federelement (30) beziehungsweise Federteil (36) und dem Schalter (24) eine Aussparung aufweist.

8. Endlagenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Schalter (24) ein Mikroschalter ist.

9. Endlagenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Schalter (24) ein Drucktaster ist.

10. Endlagenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem der Schalter ein feuchtigkeits- und/oder staubdicht abgeschlossener Folienschalter ist.

11. Endlagenschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 10, bei dem die Aufnahme (18) in Verschieberichtung der Chip­ karte (14) justierbar ausgebildet ist.