DE69625407T2

DE69625407T2 - SIM-Kartenverbinder

Info

Publication number: DE69625407T2
Application number: DE69625407T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Fuji; Akira Kaneshige
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 2003-10-30
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: KR960043357A; MY112834A; JPH08321353A; US5743766A; KR100227171B1; EP0743717A3; TW317041B; CN1134867C; EP0743717A2; EP0743717B1; CN1141522A; DE69625407D1; JP3020020B2; CA2173075A1

Description

Bereich der Erfindung

Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Kartenaufnahmeverbinder zum elektrischen Verbinden einer elektronischen Schaltung einer SIM Karte mit der Schaltung einer unterliegenden gedruckten Schaltungsplatine.

Hintergrund der Erfindung

Kartenaufnahmeverbinder oder Kartenleser sind bekannt für die Verbindung von Schaltungen auf den Karten mit anderen Schaltungen wie etwa jenen, wie sie in Mobiltelefonen oder in gedruckten Schaltungsplatinen vorhanden sind. Miniaturschaltungskarten wie etwa "SIM" Karten (SIM = Subscriber Identity Module = Benutzerkennungsmodul) sind Bespiele derartiger Karten und werden in Mobiltelefonen für elektronische Funktionen wie etwa die Verifizierung der Identität des individuellen Benutzers verwendet.
Beispiele bekannter Kartenaufnahmeverbinder sind in den US- Patentschriften 5,320,552 und 5,336,877 beschrieben. Derartige Kartenaufnahmeverbinder umfassen allgemein ein Gehäuse mit Verbindungsanschlüssen, die in ihm befestigt sind. Die Verbindungsanschlüsse haben Kontaktabschnitte, die sich über die Oberfläche des Gehäuses erstrecken, um entsprechende Kontakte auf einer Platine zu kontaktieren. Ein Kartenhalter ist an das Gehäuse angelenkt oder an ihm schwenkbar befestigt und öffnet und schließt relativ zum Gehäuse. Eine Karte, wie etwa eine SIM Karte, wird in einem Kartenaufnahmeabschnitt in den Kartenhalter eingeführt. Der Kartenhalter wird dann geschlossen, so dass die Kartenkontakte gegen die Anschlusskontaktabschnitte auf dem Gehäuse gedrückt werden, um eine elektrische Verbindung zwischen der Schaltung der Karte und dem Verbinder herzustellen.
Die oben erwähnten bekannten Kartenverbinder sind jedoch mit einigen Nachteilen behaftet. Zunächst wird aufgrund der Anlenkung des Kartenhalters am Gehäuse die Befestigung des Gehäuses an der gedruckten Schaltungsplatine mit dem angelenkten Kartenhalter ausgeführt, was einen automatisieren Zusammenbau des Verbinders sehr schwierig macht. Um zum zweiten eine zuverlässige Verbindung zwischen der Karte und dem Verbinder sicher zu stellen sollte der Verbinder mit einem Arretiermechanismus ausgerüstet sein, um die Kartenkontakte gegen die Anschlusskontaktabschnitte zu halten. Ein derartiger Arretiermechanismus kompliziert weiterhin die Konstruktion des Verbinders.
Zum dritten kann die elektrische Verbindung zwischen den Kartenkontakten und den Anschlusskontaktabschnitten über die Zeit schlecht werden, und zwar wegen der Kontamination der Anschlusskontaktabschnitte und/oder der Bildung von Oxidfilmen, da die Kontaktabschnitte frei liegen. Dies ist besonders problematisch, wenn die elektrische Verbindung zwischen der Karte und dem Verbinder durch eine einfache Kontakt-Freigabe Aktion hergestellt wird, im Gegensatz zu einer gleitenden oder Wischaktion, wodurch die Kontakte gesäubert und sich über die Zeit entwickelnde Oxidfilme entfernen würden.
Die US-Patentschrift 5,369,259 beschreibt einen Kartenaufnahmeverbinder mit einem Gehäuse, an welchem ein Kartenhalter schnappbar befestigt ist derart, dass der Kartenhalter innerhalb des Gehäuses zwischen einer Kartnaufnahmeposition und einer Leseposition bewegt werden kann. Dementsprechend kann selbst dieser bekannte Verbinder das Befestigen des Gehäuses an der gedruckten Schaltungsplatine zusammen mit dem an ihm befestigten Kartenhalter sehr nachteilig gestalten, wobei sich die oben erwähnten Nachteile ergeben.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen zweiteiligen Kartenaufnahmeverbinder zu schaffen, der für den automatischen Zusammenbau geeignet ist und der mit einem Arretiermechanismus zum Halten der Karte an den Verbinderkontakten versehen und so ausgelegt ist, dass ein Wisch - oder Reinigungseffekt auf den Anschlusskontaktabschnitten während der Verwendung des Verbinders erreicht wird.
In Anbetracht des Vorstehenden schlägt die Erfindung einen verbesserten Kartenaufnahmeverbinder vor, der ein Gehäuse und einen Kartenhalter als separate Komponenten umfasst, wobei der Kartenhalter in dem Gehäuse gleitbar befestigt und in dem selben gehalten ist.
Erfindungsgemäß umfasst ein Kartenaufnahmeverbinder ein Gehäuse mit an ihm befestigten Anschlüssen, und einen Kartenhalter mit einem Kartenaufnahmeabschnitt, der an einer Bodenfläche desselben ausgebildet ist. Der Kartenhalter ist an dem Gehäuse gleitbar befestigt aufgrund von Gleitkanten auf dem Kartenhalter, die in entsprechend ausgebildete Kanäle passen, die sich längs beider Seiten des Gehäuses erstrecken.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung besitzt das Gehäuse einen manuell lösbaren Arretierhebel, der an der oberen Stirnfläche befestigt ist und der einen sich von ihm weg erstreckenden Verrastungsvorsprung aufweist. Beim Befestigen oder Zusammenbau des Kartenhalters an dem Gehäuse ergreift der Verrastungsvorsprung des Arretierhebels eine entsprechende Vertiefung in dem Kartenaufnahmeabschnitt des Kartenhalters. Wenn daher der Kartenhalter in dem Gehäuse befestigt ist, wird eine zuverlässige Verbindung zwischen den Kartenkontakten und den Anschlüssen des Gehäuses sicher gestellt.
Der Kartenhalter umfasst Vorsprünge, die an Seitenkanten desselben ausgebildet sind und in Kanäle des Gehäuses eingreifen. Die Vorsprünge sind an unterschiedlichen Längsstellen längs der Seitenkante des Kartenhalters ausgebildet. Das Gehäuse umfasst entsprechende Ausschnitte an den Wänden der Kanäle zur Aufnahme der Vorsprünge des Kartenhalters. Dies erleichtert das Befestigen des Kartenhalters und sichert dessen richtige Orientierung.
Weiterhin weist der Kartenhalter eine Andruckeinrichtung auf, die an einer Seite des Kartenaufnahmeabschnittes ausgebildet ist, um die Seitenkanten der Karte durch Reibschluss zu ergreifen und die Karte in dem Kartenhalter zu halten.
Da das Gehäuse und der Kartenhalter separat geformte Komponenten sind, ist das Gehäuse allein mit einer darunter liegenden Schaltungsplatine zusammengebaut, wodurch der Zusammenbau des Verbinders mit der Platine erleichtert und ein automatischer Zusammenbau während des Verarbeitens des Verbinders an der Platine ermöglicht wird. Da der Kartenhalter an dem Gehäuse gleitbar befestigt ist, wischt die Karte weiterhin über die Kontaktabschnitte der Gehäuseanschlüsse während des Befestigens des Kartenhalters, wodurch die Kontaktabschnitte der Anschlüsse sauber und frei von Verunreinigungen wie etwa Oxidschichten gehalten werden, die sonst die Sicherheit der elektrischen Verbindung über die Zeit nachträglich beeinflussen könnten.

Kurze Angabe der Figuren

Die Erfindung mit den ihr zugrunde liegenden Aufgaben und Vorteilen kann am besten durch Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Kartenaufnahmeverbinder gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht längs der Linie A-A in Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht auf das Gehäuse des Kartenaufnahmeverbinders
Fig. 4 eine Seitenansicht des Gehäuses;
Fig. 5 eine Stirnansicht des Gehäuses;
Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Kartenhalter des Kartenaufnahmeverbinders;
Fig. 7 eine Seitenansicht des Kartenhalters; und
Fig. 8 eine Stirnansicht des Kartenhalters.

Ins Einzelne gehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Kartenaufnahmeverbinder 1 für ein SIM-Modul oder eine SIM-Karte gemäß der Erfindung, der einen an einem Gehäuse 2 befestigten Kartenhalter 3 aufweist. Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen das Gehäuse des Verbinders; weiterhin zeigen die Fig. 6, 7 und 8 den Kartenhalter 3. Das Gehäuse 2 und der Kartenhalter 3 des Kartenverbinders 1 sind separate Komponenten, die unabhängig von einander aus isolierendem Kunststoff geformt sind.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3, 4 und 5 besitzt das Gehäuse 2 die Form eines im wesentlichen ebenen rechtwinkligen Korpus mit sechs auskragenden stabartigen Anschlüssen 5, die in ihm befestigt sind. Jeder Anschluss 5 besitzt einen Kontaktsbschnitt 6 an einem Ende, der leicht über eine Oberfläche 4 des Gehäusekorpus vorsteht; sowie ein Ende 7 am anderen Ende, das im Wesentlichen mit einer Platinenbefestigungsfläche 8 des Gehäuses 2 eben ist. In den Wänden 10 ausgebildete Kanäle 9 erstrecken sich von der oberen Fläche 4 längs beider Seiten des Gehäusekorpus und überspannen die Reihe von Anschlüssen 5, so dass der Kartenhalter 3 in dem Gehäuse gleitbar befestigt werden kann. Beide Kanäle umfassen Ausschnitte 11a und 11b in den Wänden 10. Weiterhin erstreckt sich ein Paar von Schlitzen 12a und 12b durch den Korpus des Gehäuses 2 in der Nähe eines der Kanäle und parallel zu diesen, und ein vorstehender Arretierhebel 13 ist zwischen den Schlitzen 12a und 12b ausgebildet. Der Arretierhebel besitzt einen Endabschnitt 14 zu dessen manueller Betätigung sowie einen Verrastungsvorsprung 15, der auf einer Fläche des Hebels 13 in der Nähe des Endabschnittes 14 ausgebildet ist. Zapfen 16 sind zylindrische Vorsprünge, die sich von der Platinenbefestigungsfläche 8 des Gehäuses 2 aus erstrecken, um in entsprechende Öffnungen einer gedruckten Schaltungsplatine einzutauchen, auf der das Gehäuse 2 befestigt werden soll.
Gemäß Fig. 6, 7 und 8 besitzt der Kartenhalter 3 die Form eines im allgemeinen ebenen rechtwinkligen Korpus 17 und weist eine Ausnehmung oder einen Kartenaufnahmeabschnitt 18 auf, der in einer Bodenfläche desselben zur Aufnahme einer SIM-Karte ausgebildet ist. Der Kartenaufnahmeabschnitt 18 ist im Wesentlichen von rechtwinkliger Form und besitzt eine Schrägkante 19 an einer Ecke, damit eine richtige Orientierung der eingesetzten Karte 20 (in Fig. 1 in gestrichelten Linien angedeutet) sicher gestellt ist. Eine Kartenandrückeinrichtung 22 ist an einer Seitenwand des Kartenaufnahmeabschnittes 18 ausgebildet und umfasst zwei einwärts geneigte Finger 21 gemäß Fig. 6, um die SIM-Karte in dem Kartenaufnahmeabschnitt zu halten oder anzudrücken.
Gemäß Fig. 6 besitzt der Kartenhalter 3 ein Stirnende an der rechten Seiten und ein rückwärtiges Ende an der linken Seite und umfasst einen abgestuften Abschnitt 24 an der linken Seite. Ferner besitzt der Kartenhalter 3 eine erste Gruppe von seitlich auswärts sich erstreckenden Rippen 26a und 26b, die an den Seitenkanten 25a bzw. 25b ausgebildet sind und sich in der Nähe und senkrecht zu einem Ergreifabschnitt 23 erstrecken. Der Kartenhalter umfasst ferner eine zweite Gruppe von sich auswärts erstreckenden Rippen 27a und 27b, die an gegenüber liegenden Seitenkanten 25a bzw. 25b ausgebildet sind und vor den Rippen 26a und 26b sich befinden. Die Rippe 27b ist in Längsrichtung vor der Rippe 27a ausgebildet, um den Stellen der Ausschnitte 11a und 11b des Gehäuses 2 zu entsprechen, wie nachstehend noch erläutert wird. Jede der Rippen 26a, 26b, 27a und 27b besitzt eine Höhe, die ungefähr gleich der Hälfte der Höhe der Seitenkanten 25a und 25b und geringfügig kleiner ist als die Tiefe der Kanäle 9 des Gehäuses 2. Beim Befestigen des Kartenhalters im Gehäuse 2 passen daher die Rippen 26a, 26b, 27a und 27b gleitend in die Kanäle 9.
Eine Ausnehmung 28, die an der Seitenkante 25a an einer unteren Fläche des Korpus 17 neben dessen vorderen Ende ausgebildet ist, ist geeignet, eine Rastfläche für den Vorsprung 15 des Gehäuses 2 zu bilden. Dazu umfasst die Ausnehmung 28 eine Schrägfläche 28a und eine Vertikalfläche 28b, die einer Schrägfläche 15a und einer Vertikalfläche 15b des Vorsprungs 15 entsprechen. Weiterhin ist in der Nähe des Ergreifabschnittes 23 des Kartenaufnahmeabschnittes 18 eine kreisförmige Durchbohrung 29 vorgesehen, um die SIM-Karte aus dem Kartenhalter zu entnehmen.
Ausschnitte 11a und 11b, die in den Kanalwänden 10 des Gehäuses 2 ausgebildet sind, besitzen eine Länge, die im Wesentlichen gleich oder geringfügig größer ist als die Länge der Rippen 27a und 27b an den Seitenkanten 25a und 25b des Kartenhalters 3, so dass die Ausschnitte 11a und 11b die Rippen 27a und 27b dadurch aufnehmen können. Im Einzelnen nimmt der Ausschnitt 1a die Rippe 27b durch ihn hindurch und der Ausschnitt 11b die Rippe 27a durch ihn hindurch auf.
Um den Kartenaufnahmeverbinder 1 mit einer gedruckten Schaltungsplatine zusammen zu bringen, wird das Gehäuse 2, das von dem Kartenhalter 3 separat geformt ist, zunächst alleine mit der Schaltungsplatine verbunden. Daher sind die Enden 7 der Verbindungsanschlüsse 5 auf dem Gehäuse 2 auf Verbindungskissen der gedruckten Schaltungsplatine positioniert und werden an sie angelötet.
Um danach eine Karte 20, wie etwa eine SIM-Karte, elektrisch mit dem Gehäuse 2 (das bereits mit der Schaltungsplatine zusammen gebaut ist) zu verbinden, wird die Karte 20 in den Kartenaufnahmeabschnitt 18 des Kartenhalters eingesetzt und der Kartenhalter 3 wird dann an dem Gehäuse 2 befestigt. Im Einzelnen wird die Karte 20 in dem Kartenaufnahmeabschnitt 18 durch die Kartenandruckeinrichtung 22 (Fig. 6) gehalten, so dass sie während des Zusammenbaus des Kartenhalters mit dem an der Platine befestigten Gehäuse nicht heraus fällt.
Um den Kartenhalter 3 mit dem Gehäuse 2 zusammen zu bauen, wird der Kartenhalter 3 über dem Gehäuse 2 derart positioniert, dass eine untere Fläche des Korpus 17 des Kartenhalters auf die Oberfläche 4 des Gehäuses zuweist. Dann wird der Kartenhalter 3 bezüglich des Gehäuses 2 dadurch ausgerichtet, dass die Erhebungen 27a und 27b des Kartenhalters 3 über den Ausschnitten 11b und 11a des Gehäuses 2 positioniert werden. Im Ergebnis kommt der Korpus 17 des Kartenhalters 3 in Kontakt mit der Oberfläche 4 des Gehäuses 2. Danach wird der Kartenhalter 3 in eine durch den Pfeil 30 (Fig. 1) angegebene Richtung gleitend bewegt. Diese Bewegung des Kartenhalters 3 bewirkt einen Eingriff der Rippen 26a, 26b, 27a und 27b in die Kanäle 9. Wenn der Kartenhalter 3 sich an Ort und Stelle befindet, greifen die Arretiervorsprünge 15, die an dem Arretierhebel 13 auf der Obnerfläche 4 des Gehäuses 2 ausgebildet sind, mit oder hinter die Ausnehmung 28 des Rumpfes 17 des Kartenhalters 3 ein und der abgestufte Abschnitt 23 des rückwärtigen Endes des Kartenhalters 3 liegt gegen eine Stirnfläche des Gehäuses 2 an.
Man bemerke, dass der Arretierhebel 13 unter einer abwärts gerichteten Kraft unter die Schrägfläche 15a während der gleitenden Bewegung des Kartenhalters herunter gedrückt wird, jedoch wieder frei gegeben wird, wenn der Vorsprung 15 mit der Ausnehmung 28 verrastet. Demzufolge ergreift die Vertikalfläche 15b des Rastvorsprunges 15 die Vertikalfläche 28b der Ausnehmung 28, wodurch der Kartenhalter 3 am Gehäuse 2 festgelegt ist.
Der gleitende Zusammenbau des Kartenhalters 3 in das Gehäuse 2 bewirkt, dass die Fläche mit den Kontakten der Karte 20 über die Kontaktabschnitte 6 der Anschlüsse 5 wischen bis die Karte kontaktiert und die Kontaktabschnitte elektrisch miteinander bei Abschluss der Gleitbewegung des Kartenhalters verbunden sind. Daher werden die Kontaktabschnitte 6 der Anschlüsse 5 kontinuierlich einem Reinigungseffekt unterzogen, und zwar jedesmal dann, wenn eine Karte 20 in dem Verbinder befestigt ist.
Um die Karte 20 aus dem Verbinder zu entnehmen, wird der Endabschnitt 14 des Arretierhebels 13 niedergedrückt in Richtung des Pfeiles 31 (Fig. 2) um den Arretiervorsprung 15 aus der Ausnehmung 28 zu befreien. Danach wird der Kartenhalter in die entgegen gesetzte Richtung gleitend bewegt, um die Karte aus dem Gehäuse 2 zu entnehmen. Zu diesem Zeitpunkt werden die Kontaktabschnitte 6 der Verbindungsanschlüsse 5 wiederum aufgrund der Gleitbewegung in umgekehrter Richtung abgewischt.
Die Erfindung sieht daher einen verbesserten Kartenaufnahmeverbinder vor, der leicht mit einer gedruckten Schaltungsplatine verbunden werden kann und imstande ist, automatisch zusammen gebaut zu werden; ferner ist der Selbstreinigungseffekt hervorzuheben, der aufgrund der gleitenden Bewegung des Kalters und der Karte bezüglich des Gehäuses und der Kontaktabschnitte eintritt.
Weiterhin wird der Kartenhalter in dem Gehäuse durch den wechselseitigen Eingriff eines Verriegelungsvorsprunges und einer Ausnehmung gehalten. Daher wird eine Abnutzung vermieden, die durch wiederholtes Einfügen und Entnehmen einer Karte dann entstehen würde, wenn lediglich ein durch Reibung bedingter Rückhalt der Karte und des Kartenhalters vorliegen würde.

Claims

1. Zweiteiliger Kartenaufnahmeverbinder (1) zum elektrischen Verbinden der Schaltung einer Karte mit der Schaltung einer gedruckten Schaltungsplatine, umfassend:

ein Gehäuse (2) zur Montage an der Schaltungsplatine und mit in diesem montierten Anschlusskontakten (5), wobei die Anschlusskontakte dazu angepasst sind, elektrischen Kontakt mit Kontakten an der Karte herzustellen; und

einen Kartenhalter (3) mit einer Kartenaufnahmevertiefung (18), die an einer Unterseite desselben ausgebildet ist, um die Karte in dem Kartenhalter zu halten;

dadurch gekennzeichnet, dass der Kartenhalter dazu angepasst ist, mit Hilfe der Seitenränder (25a, 25b) des Kartenhalters, die in Kanälen (9) gleiten, welche entlang beider Seiten des Gehäuses ausgebildet sind, verschiebbar in dem Gehäuse befestigt zu werden,

wobei das Gehäuse (2) ferner einen manuell lösbaren, einseitig befestigten Verriegelungshebel (14) aufweist, der an einem Ende desselben ausgebildet ist und einen an diesem ausgebildeten Verrastungsvorsprung (15) aufweist, wobei der Verrastungsvorsprung dazu angepasst ist, in eine entsprechende Ausnehmung (28) einzugreifen, die in dem Kartenaufnahmeabschnitt (18) des Kartenhalters (3) ausgebildet ist, um dem Kartenhalter (3) entfernbar in dem Gehäuse (2) zu verriegeln.

2. Kartenaufnahmeverbinder nach Anspruch 1, bei welchem der Kartenhalter (3) ferner nach außen ragende Randvorsprünge (26a, 26b, 27a, 27b) aufweist, die an den Seitenrändern (25a, 25b) desselben ausgebildet sind, wobei die Randvorsprünge dazu angepasst sind, den Kartenhalter in den Kanälen (9) des Gehäuses zu halten, nachdem der Kartenhalter verschiebbar in dem Gehäuse befestigt ist.

3. Kartenaufnahmeverbinder nach Anspruch 2, bei welchem die Randvorsprünge (26a, 26b, 27a, 27b) an unterschiedlichen Längspositionen entlang des Kartenhalters ausgebildet sind.

4. Kartenaufnahmeverbinder nach Anspruch 2 oder 3, bei welchem das Gehäuse mit ausgeschnittenen Abschnitten (11a, 11b) in den Kanälen (9) versehen ist, die dazu angepasst sind, die Randvorsprünge (27a, 27b) des Kartenhalters (3) durch diese hindurch aufzunehmen.

5. Kartenaufnahmeverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem der Kartenhalter ferner ein Kartenvorspannelement (22) an einer Seite des Kartenaufnahmeabschnitts (18) zur reibungsschlüssigen Anlage an einer Seite der Karte aufweist.