DE69829834T2

DE69829834T2 - Schalter zur Erkennung der Anwesenheit einer elektronischen Speicherkarte in einem Karte-Leser/Schreiber

Info

Publication number: DE69829834T2
Application number: DE69829834T
Authority: DE
Inventors: Herve Bricaud; Yves Pizard
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: CoActive Technologies LLC
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2018-12-23
Also published as: TW417069B; CA2254514A1; EP0930577A1; FR2773244A1; CN1221197A; JPH11272811A; DE69829834D1; MY121038A; EP0930577B1; CN1115701C; FR2773244B1; US6130387A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System, das eine Schaltung zum Erfassen der Anwesenheit von einer Smart Card in einer Lese-/Schreibvorrichtung aufweist, die auch als Kontakt-IC-Karte oder intelligente Chipkarte bezeichnet wird.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein System, das einen Schaltungstyp mit einem Gehäuse sowie Mittel für die Betätigung der Schaltung aufweist, wobei die Mittel die vordere Querkante der Karte oder die Unterseite der Karte kontaktieren.
Diverse Konstruktionen für diesbezügliche Schaltungen sind bekannt.
Nach einer ersten Konstruktion, die in der Patentschrift EP-A-474 519 beschrieben und dargestellt ist, sind die Betätigungsmittel in Form einer elastisch verformbaren Betätigungszunge hergestellt, wobei ein freies Ende eine Betätigungsrampe aufweist, die in der Lage ist, mit der vorderen Querkante der Karte in Eingriff zu gelangen, und wobei die Zunge einen Aktivierungspunkt aufweist, der auf die Vorrichtung für die Auslösung der Schaltung direkt einwirkt.
Nach einer zweiten Konstruktion, die in der Patenschrift EP-A-0587497 beschrieben und dargestellt ist, umfassen die Betätigungsmittel einen Betätigungshebel, der zum Schwenken auf der Schaltung angebracht ist und eine Nase aufweist, mit der die vordere Querkante der Karte kontaktiert werden kann, und einen Punkt für die Aktivierung der Auslösevorrichtung enthält.
Sowohl diese als auch die in den Patentanmeldungen FR-A-2 578 072, FR-A-2.737.321 bzw. FR-A-2.658.364 aufgezeigten und beschriebenen Konstruktionen weisen – in der Lese-/Schreibposition – den Nachteil auf, dass sie eine elastische Spannkraft auf die Karte beaufschlagen, die sie in die Richtung antreibt, die dem Kartenauswurf entspricht, wobei dieser Spannkraft mittels komplementärer Kartenbremsmittel entgegengewirkt werden muss.
Entsprechend diesen Konstruktionen steht der Auslösekraftwert, der auf die Auslösevorrichtung beaufschlagt wird, in direktem Bezug zu der Kartenstellung im Hinblick auf die Betätigungszunge oder auf den Betätigungshebel in der Lese-/Schreibposition.
Die Patentdruckschrift WO-A-95/33243 schlägt eine Schaltung des zuvor erwähnten Typs vor, die es aber ermöglicht, diese Nachteile zu beheben und entsprechend dieser umfasst das Betätigungsmittel eine elastisch verformbare Betätigungszunge, von der ein erstes Ende in einem Gehäuse der Schaltung integriert ist, und von der deren zweites Ende mit einer Vorrichtung für das Auslösen der Schaltung in Kontakt tritt, wobei die Schaltung ferner einen Betätigungshebel umfasst, der auf das zweite Ende der Betätigungszunge einwirkt, und der in der Lage ist, sich um eine Achse parallel in Bezug auf die Kartenfläche zu drehen, und zwar in Reaktion auf einen Betätigungsdruck, der auf diesen von der vorderen Querkante der Karte beaufschlagt wird.
Diese verschiedenen Konstruktionen schlagen die Anwendung einer Auslösevorrichtung in einer im Allgemeinen konvexen Form vor, die elastisch verformbar ist, um eine elektrische Verbindung zwischen zwei elektrischen Kontakten der Schaltung in Reaktion auf eine axiale Auslösekraft herzustellen, die auf diese mittels der Betätigungszunge, oder mittels des Betätigungshebels, in eine Richtung beaufschlagt wird, die in etwa senkrecht zur Kartenfläche verläuft.
Dieser Typ Auslösevorrichtung ist dahingehend von Vorteil, da sie die Einrichtung eines Schaltungsaufbaus ermöglicht, der sehr empfindsam reagiert, und der eine Empfindungsstärke bzw. einen Tasteffekt des Auslösevorgangs bereitstellt.
Jedoch weist die Anwendung einer Auslösevorrichtung, die aus einer zusätzlichen Komponente besteht, wie beispielsweise aus einer monostabilen Wölbung, den Nachteil auf, dass der Umfang oder die Höhe der Schaltung zunimmt, und dass sich deren Kosten erhöhen.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Auslösevorrichtung in Form von einer weiteren, stationären Kontaktzunge herzustellen, die einen Bestandteil der Schaltung bilden soll, aber solch eine Konstruktion macht es erforderlich, dass diese zusätzliche Zunge mit der gedruckten Steckkartenplatine elektrisch verbunden wird, wobei diese Konstruktion wiederum an den Seiten und/oder in Längsrichtung zusätzlich voluminös und außerdem in der Höhe sperrig wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Konstruktion für ein System zur Verfügung zu stellen, das eine Schaltung des zuvor erwähnten Typs aufweist, aber das es dennoch möglich macht, diese Nachteile zu beseitigen.
Um diese Aufgabe zu lösen, stellt die Erfindung ein System bereit, das eine gedruckte Steckkartenplatine und eine Schaltung aufweist, wobei die Schaltung so konstruiert ist, dass sie auf der genannten Steckkartenplatine angebracht werden kann, und zwar für das Erfassen der Anwesenheit von einer Smart Card in einer Lese-/Schreibvorrichtung, wobei die Schaltung ein Gehäuse sowie Mittel für die Auslösebetätigung der Schaltung umfasst und die Mittel so ausgelegt sind, um die vordere Querkante der Karte kontaktieren zu können, und die Mittel für die Auslösebetätigung aufweisen:
eine elastisch verformbare Betätigungszunge, von der ein erstes Ende in einem Gehäuse der Schaltung integriert ist, und von der deren zweites Ende mit einer Vorrichtung für das Auslösen der Schaltung in Kontakt tritt;
einen Betätigungshebel, der auf das zweite Ende der Betätigungszunge einwirkt, und der in der Lage ist, um eine Achse parallel in Bezug auf die Kartenfläche zu schwenken, und zwar in Reaktion auf einen Betätigungsdruck, der auf diesen von der vorderen Querkante der Karte beaufschlagt wird;
dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungszunge eine elektrisch leitfähige Zunge ist, deren integriertes, erstes Ende durch eine Kontaktlasche für die elektrische Verbindung mit einer Leiterbahn auf der Steckkartenplatine verlängert ist, und dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel für die Auslösebetätigung der Schaltung ferner eine weitere Leiterbahn auf der entgegengesetzten Oberfläche der Steckkartenplatine aufweisen, mit der – während der Anwesenheit der Karte in der eingeführten Position – die weitere Leiterbahn das zweite Ende der Betätigungszunge kontaktiert, um einen geschlossenen, elektrischen Arbeitskontakt der Schaltung herbeizuführen.
Gemäß den weiteren kennzeichnenden Merkmalen der Erfindung:

– wirkt während der Anwesenheit der Karte in der eingeführten Position der Betätigungshebel auf das zweite Ende der Betätigungszunge gegen die Spannkraft der Betätigungszunge ein;
– ist der Betätigungshebel einstückig mit der Betätigungszunge hergestellt; weist der Betätigungshebel eine Betätigungsrampe auf, mit der die vordere Querkante der Karte in Eingriff gelangt;
– ist die Betätigungszunge in etwa flach und erstreckt sich der Länge nach in eine Richtung, die in Bezug auf die Einsteckrichtung der Karte ungefähr parallel verläuft;
– ist die Betätigungszunge geformt wie eine Haarnadelkurve mit zwei Abzweigungen, die sich in eine Richtung erstrecken, welche in Bezug auf die Einsteckrichtung der Karte in etwa parallel verläuft, die mit einer ungefähren 180°-Krümmung verbunden sind, und von der das Ende einer oberen, ersten Abzweigung in einem Gehäuse der Schaltung integriert ist, und von der das freie Ende der unteren, zweiten Abzweigung in der Lage ist, die erwähnte, weitere Leiterbahn auf der Steckplatine zu kontaktieren;
– erstreckt sich die untere, zweite Abzweigung hinter dem freien Ende von zumindest einer Lasche für das vertikale Positionieren der Betätigungszunge in den Ruhezustand;
– weist das zweite Ende der Betätigungszunge, das mit der weiteren Leiterbahn in Kontakt treten kann, ein konvexes Kontaktteil auf, dessen Wölbung zur Oberseite der Steckplatine gedreht ist;
– ist der Betätigungshebel so angebracht, dass er um eine Achse annähernd senkrecht in Bezug auf die Einsteckrichtung der Karte schwenken kann;
– ist das erste Ende der Betätigungszunge in dem Materialteil des Schaltungsgehäuses integriert;
– ist das erste Ende der Betätigungszunge in einem Element des Schaltungsgehäuses durch ein Warmnieten fixiert.

Weitere kennzeichnenden Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen beim Lesen der nachstehenden Beschreibung in den Einzelheiten hervor, die unter Zuhilfenahme der anhängenden Zeichnungen besser verstanden wird, welche zeigen:
1 ist eine isometrische und perspektivische Draufsicht im Grundriss von einer ersten Ausführungsform eines elektrischen Steckverbinders mit einer Schaltung gemäß den Grundsätzen der Erfindung.
2 ist eine isometrische und perspektivische Unteransicht von der in 1 dargestellten Vorrichtung.
3 ist eine isometrische und perspektivische Draufsicht von dem Schaltungselement, das einen Bestandteil der in den 1 und 2 dargestellten Vorrichtung bildet.
4 ist eine isometrische und perspektivische Unteransicht von dem in 3 dargestellten Schaltungselement.
5 ist eine Detailansicht von der Querschnittslinie 5-5 in 1, in der die Schaltung in der Ruhestellung veranschaulicht wird.
6 ist eine ähnliche Ansicht wie in 5, in der eine Smart Card beim Vorgang des Einführens gezeigt wird, wobei die Karte auf der oberen Führungsfläche des Isolierträgers und in eine Position befördert wird, die dem Moment entspricht, an dem die Schaltung deren Betriebszustand ändert, jedoch mit einer Nullkontaktlagerkraft.
7 ist eine ähnliche Ansicht wie in 6, in der die Smart Card in der Position gezeigt wird, in der sie der Länge nach ganz eingeführt ist.
8 ist eine ähnliche Ansicht wie in 7, in der die Karte in deren maximal angehobenen Position in Bezug auf die Oberseite des Isolierträgers gezeigt wird.
Die 9 bis 16 ähneln denen in den 1 bis 8, die eine weitere Ausführungsform von einer Schaltung gemäß den Grundsätzen der Erfindung veranschaulichen.
Die 17 bis 19 sind drei Ansichten, die denen in den 1, 2 und 3 ähnlich sind, welche eine weitere Ausführungsform von einer Schaltung gemäß den Grundsätzen der Erfindung veranschaulichen.
Die 1 bis 8 zeigen insgesamt einen Steckverbinder 10, der eine Einbauschaltung 12 für das Erfassen der Anwesenheit von einer Smart Card C aufweist, die außerdem als Chipkarte bezeichnet wird, und der einen Begrenzungsanschlag für das Einführen von dieser Karte C in die Richtung 1 umfasst.
Der Steckverbinder 10 ist so konstruiert, dass er auf einer gedruckten Steckleiterplatine P (siehe 5 bis 8) von einer Lese-/Schreibvorrichtung (nicht dargestellt) befestigt werden kann, wobei die Lese-/Schreibvorrichtung eine eigene Einrichtung für das Führen der Karte C während deren Einsteckens und optional Mittel für das Positionieren der Karte C in Bezug auf den Steckverbinder 10 insgesamt aufweist, welche vertikal gegen die Karte drücken.
Der Hauptbestandteil des Steckverbinders 10, der in den 1 und 2 veranschaulicht wird, besteht im Wesentlichen aus einem Träger 16, der aus einem gegossenen Formstück mit Kunststoffisoliermaterial hergestellt ist.
Nach einer bekannten Konstruktion, die zum Beispiel in der Patentdruckschrift WO-A-95/33243 veranschaulicht wird, besteht der Isolierträger 16 im Wesentlichen aus einer horizontalen Platte, die durch eine flache Oberseite 18 begrenzt ist, welche als Träger für eine Mehrzahl von elastisch verformbaren, elektrischen Kontaktzungen 20 dient, die aus den Schlitzen 22 hervorstehen, welche in dem Isolierträger 16 ausgebildet sind, wobei dessen Unterseite 24 – mit Bezug auf 6 – die obere Außenseite 13 der Leiterplatine P trägt.
Die Kontaktzungen 20 stehen von der Oberseite 18 des Isolierträgers 16 hervor, um mit den entsprechenden, elektrisch leitfähigen Flächen auf der Karte C in Kontakt kommen zu können, und sie verlängern sich – bei dieser Ausführungsform – hin zur Unterseite des Trägers 16 in Form von abgebogenen Anschlusslaschen 28, die für das Verlöten mit den elektrischen Leiterbahnen auf der Oberseite 13 der Leiterplatine P ausgelegt sind, für das beispielsweise die bekannte Verfahrenstechnik der Oberflächenmontage für Bauelemente zur Anwendung kommt.
Die Laschenausgänge 28 können außerdem mit den elektrisch leitenden Flächen der Leiterplatine P angeschlossen werden oder mit diesen einfach in einem anliegenden Kontakt flexibel beibehalten werden.
Der Träger 16 weist einen allgemein rechtwinkeligen Außenumriss auf und umfasst eine angrenzende Erweiterung 29, die einstückig mit dem Träger 16 als Formteil gegossen ist.
Das Erweiterungsformteil 29 dient als Träger für die Hauptkomponenten von einer Schaltung 12 für das Erfassen der Anwesenheit von einer Karte C, und es ist zu einem der längsseitigen Ränder 30 des Hauptbestandteils des Trägers 16 angrenzend angeordnet, der zur Richtung des Karteneinführens I parallel verläuft.
Das Erweiterungsformteil 29 ist aus einem Stück gegossen und dessen Umfangsstärke reduziert sich an der Rückseite, um eine Abstufung 31 auszubilden, welche den Durchtritt von erhöhten Teilen zulässt, wie beispielsweise von herausgearbeiteten Teilen, die auf dem entsprechenden Abschnitten der Unterseite 11 der Karte ausgebildet sind.
Die Oberseite 18 des Trägers 16 ist eine fortlaufend ebene Fläche, die gleichzeitig die ebene Oberseite 11 des Erweiterungsformteils 29 bildet.
Diese ebene Oberseite 18 ist in der Lage, eine Auflagefläche auszubilden, auf der die entsprechende Unterseite der Karte C gleiten kann.
Die Einbauschaltung 12 besteht im Wesentlichen aus einem Schaltungselement 33, das ein aus einem elektrisch leitfähigen Metallplattenmaterial herausgeschnittenes und gefalztes Element ist.
Das Schaltungselement 33 ist in einem Gehäuse 35 untergebracht, das von der Unterseite 47 des Erweiterungsteils 29 erreichbar ist, die mit der Unterseite 24 des Trägers 16 koplanar verläuft, in der das Schaltungselement mittels dreier Bolzen 46 gehalten wird, die in einem Dreieck angeordnet sind und sich vertikal nach unten erstrecken, um durch die korrespondierenden Bohrungen 39 hindurchzupassieren, die in einem hinteren Absatz 37 des Schaltungselements 33 ausgebildet sind, und von denen die freien Enden heiß gecrimpt sind, so dass der Schaltungselementkörper sich nach vorne in der Art und Weise eines Armes der Länge nach erstreckt, wobei dessen hinteres Ende 37 in dem Träger 16, 29 eingebettet ist.
Der Absatz 37 verlängert sich mit einer abgebogenen Anschlusslasche 43 nach hinten, die so ausgelegt ist, dass sie mit einer ersten Leiterbahn 45 auf der Oberseite der Leiterplatine P verlötet werden kann, welche der elektrischen Schaltfunktion zugeordnet ist.
Die Schaltung umfasst gemäß den Grundsätzen der Erfindung eine elektrisch leitfähige Betätigungszunge 32, die einen Teil des Schaltungselements 33 bildet, das sich längsseitig nach vorne erstreckt, und zwar ungefähr horizontal mit dem Absatz 37 im Innern des Gehäuses, und das ab der Nähe von dessen freien, zweiten Ende 42 ein konvexes Teil 44 aufweist, dessen Wölbung senkrecht nach unten gerichtet ist.
Im Ruhezustand, wie man aus 5 ersehen kann, erstreckt sich die Unterseite des Konvexteils 44 mit einem kleinen Zwischenraum, beispielsweise mit 0,25 mm, von der Unterseite 24, 47 des Trägers 16, 29 und demzufolge von der Oberseite 13 der Leiterplatine P.
Das freie Ende 42, 44 erstreckt sich vertikal in Reihe geschaltet zu einer weiteren Leiterbahn 26 auf der Oberseite 13 der Leiterplatine P, die der elektrischen Schaltfunktion zugeordnet ist.
Wenn das freie Ende 42, 44 mit der Leiterbahn 26 in Kontakt kommt, dann stellt die Betätigungszunge 32 eine elektrische Verbindung zwischen den Leiterbahnen 45 und 26 her, wobei sozusagen der Schaltkontakt 12 geschlossen wird, welches die Schaltung eines Arbeitskontaktes ist.
Innerhalb des erfindungsgemäßen Zusammenhangs ist daher die Leiterbahn 26 ein Einsatzelement für das Auslösen der Schaltung, mit der die Kontaktzunge 32, 42, 44 in Kontakt tritt, sobald die Schaltung betätigt wird.
Zu diesem Zweck und nach einer Ausgestaltung, die aus der Patentdruckschrift WO-A-95/33244 bekannt ist, ist die Betätigungszunge 32 in der Art und Weise eines flexiblen Armes elastisch verformbar, und zwar aufgrund der Einwirkung von der Vorderseite bzw. von der vorderen Querkante 50 der Karte C, die auf einen Betätigungshebel 34 bzw. auf den Antriebshebel bezüglich einer Steuerung für die Deformation der Betätigungszunge 32 einwirkt.
Der Betätigungshebel 34 bildet einen Bestandteil des Schaltungselements 33 aus. Er wirkt auf die Betätigungszunge 32 ein, mit der er aus einem Stück hergestellt ist.
Genau genommen weist, wie insbesondere aus den 3 und 4 zu ersehen ist, der Betätigungshebel 34 die Form eines länglichen Lenkerarmes 64 auf, der zu dem Mittelteil 40 der Betätigungszunge 32 benachbart angeordnet ist, an die er ungefähr zu deren Hälfte seitlich mit einem Kniestück 66 verbunden ist.
Das vordere freie Ende 60 des Betätigungshebels 34 ist als ein „Betätigungspedal" geformt. Zu diesem Zweck weist es eine geneigte Betätigungsrampe 58 auf und ragt aus der Oberseite 18 durch eine Durchführung 61 in der horizontalen, oberen Fläche des Trägers 16 heraus.
In der Nähe des geformten, hinteren Kniestück-Anschluss-Endes 66 weist der Betätigungshebel 34 einen Durchbiegungsbereich 62 auf.
Auf die gleiche Weise bildet der Bereich 38, der die Betätigungszunge 42 mit dem integrierten Absatz 37 verbindet, einen Durchbiegungsbereich, der eine quergerichtete Schwenkachse für das Schaltungselement 33 bildet, wobei diese Schwenkachse parallel in Bezug auf die Fläche der Karte C und vertikal zur Einführrichtung angeordnet ist.
Wenn der Benutzer eine IC-Karte C in die Lese-/Schreibvorrichtung einführt, kontaktiert die vordere Querkante 50 der Karte C (6) das Teilstück 58 des Betätigungshebels 34, wobei dessen abschließendes Teilstück 58 eine ungefähr 45°-Rampe ausbildet und ein allgemeines Schwenken der Anordnung, die aus dem Betätigungshebel 34 und der Betätigungszunge 32, 40 besteht, im Wesentlichen um den durchbiegenden Anschlussteil 38 hervorruft, das die Auslösung der Schaltung aufgrund des Kontaktes von dem Konvexteil 44 mit der auslösenden Leiterbahn 26 bewirkt.
Diese durchbiegende Deformation entsteht schrittweise, sobald die vordere Querkante 50 der IC-Karte C mit der Rampe 58 in Eingriff gelangt, wobei die anhaltend fortgesetzte Einführungskraft daraufhin die teilweise Durchbiegung des Betätigungshebels 34 in Bezug auf die allgemein ebene Fläche des Mittelteilkörpers 40 und des Armes 64 der Betätigungszunge 32 um den Durchbiegungsbereich 62 herum verursacht, das heißt, um eine Durchbiegungsachse, die in etwa senkrecht zu der Richtung I (siehe 7) verläuft.
Aufgrund dieses Durchbiegungsphänomens sowie aufgrund der Einführungsstellung der Karte befindet sich der sich formierende Rampenabschnitt 58 unterhalb der Unterseite 11 der IC-Karte C, ohne dass er dabei irgendeine Kraft auf die Karte gegen deren Einführungskraft ausüben kann.
Sobald der Benutzer die Karte C wieder entfernt, nehmen aufgrund der Eigenelastizität der Betätigungszunge 32 und des Armes 64, die den Betätigungshebel 34 ausbilden, diese Elemente deren in 5 dargestellte Stellung wieder ein.
Wie gerade erklärt worden ist, wird der Betätigungshebel 34, der durch die vordere Querkante 50 der Karte C angetrieben wird, von dem zweiten Ende 42 der Betätigungszunge 32 mechanisch abgekoppelt.
Der sich daraus ergebende, hohe Arbeitsweg und die Möglichkeit eines überaus großen Ausschlags des Betätigungshebels 34 ermöglichen es – mittels eines Reduktionseffektes – die Antriebskraft zu reduzieren, die im Wesentlichen von der vorderen Querkante der Smart Card beaufschlagt wird, wobei dies, vom Standpunkt des Benutzers aus betrachtet, ein ergonomischer Vorteil ist, und wobei dies auch bezüglich der Abnutzung der Smart Card von Vorteil ist, die in der Regel aus einem weichen Plastikmaterial hergestellt wird und einer großen Anzahl von Aktionsvorgängen ausgesetzt ist.
Dieser hohe Arbeitsweg des Betätigungshebels 34 ermöglicht es außerdem, irgendwelche auftretenden Differenzen in der Position der Smart Card in Bezug auf die Fläche der Oberseite 18 des Isolierträgers 16 (siehe 8) auszugleichen, ohne dass dabei wesentliche Unterschiede bezüglich der Schaltzeit ausgelöst werden, und zwar wegen des kurzen Arbeitsweges des Kontaktes zu dem Auflagerpunkt 44.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung
ermöglicht einen überaus hohen Arbeitswegausschlag des Betätigungshebels 34 (ungefähr in der Größenordnung von 1 mm), während der Arbeitsweg des Konvexteils des Auflagerpunktes 44, der auf dem Kontaktleiterplättchen 26 der Steckkartenplatine P auflagert, etwa 0,25 mm beträgt; und
verhindert größere Abweichungen in der Einwirkungskraft, die auf dem Kontaktleiterplättchen 26 auflagert, was von dem vertikalen Abstand abhängt, der die Unterseite 11 der Smart Card C von der oberen Fläche des Isolierträgers des Steckverbinders 16 trennt, wobei dieser Abstand zwischen 0 und 0,35 mm variieren kann, was von den Toleranzen bezüglich der Stärke der Smart Card (±0,08 mm) und dem System bezüglich der Leitführung der Letztgenannten abhängig ist, innerhalb dessen der Variationsbereich der Einwirkungskraft, die auf dem elektrischen Kontakt 26–44 auflagert, den notwendigen Wert erzielen und ausreichen kann, um eine gute Qualität für den elektrischen Kontakt zu gewährleisten.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind folgende:

– Es gibt nur einen halbpermanenten, elektrischen Kontaktpunkt (anstelle wie üblich zwei), und daher ist sie eine robustere Konstruktion;
– das System ist eine extreme Vereinfachung durch das Kombinieren von allen Funktionen in einem einzigen Schaltstück 33, wodurch es möglich wird, die Herstellkosten zu reduzieren und die Aufbauprozesse zu vereinfachen, und demzufolge außerdem die Investitionskosten so gering wie möglich zu halten, welches als etwas sehr Wichtiges gilt, wenn die Schaltungsfunktion in vielen verschiedenen Versionen eines Steckverbinders für eine Smart Card integriert werden soll;
– die Miniaturisierung der Schaltungsfunktion ermöglicht es, auf neue Anwendungen zu reagieren, die Erzeugnisse mit einem sehr kleinen Gesamtumfang und mit einem sehr kleinen Bereich für die Belegung auf einer Leiterplatine erfordern;
– das Verlöten der Anschlusslasche 43, die mit dem „eingebetteten" ersten Ende 47 der Betätigungszunge 32 verbunden ist, gewährleistet außerdem, dass das Bauteil mechanisch mit der Steckkartenplatine P fixiert wird, was sich als sehr nützlich für bestimmte Ausgestaltungen bezüglich der Steckverbinder erweisen kann;
– der mechanische Schutz der elektrischen Kontaktstelle 26, 44 aufgrund des Aufbaus des eine Umhüllung formenden Isolierkunststoffträgers 16, 29 der Schaltung 12 in einem Gehäuse, wobei auf dessen Struktur das Schaltungselement 33 mit dessen Betätigungszunge 32 befestigt ist, das heißt, eine Schutzgewährleistung bei unbedacht nachteiligen Handhabungen, aber auch bis zu einem gewissen Ausmaß, ist zugleich ein Schutz vor Belastungen durch Fremdkörper oder vor Staubverunreinigungen, da sich die Öffnung 68 in dem Gehäuse 29, die den Durchtritt der Pedalrampe 58, 60 des Betätigungshebels zulässt, nicht über dem Kontaktpunkt 26, 44 befindet, und da die konkave, erweiterte Oberfläche des Konvexteils 44 ein zweites Niveau für einen mechanischen Schutz über dem Kontaktpunkt bildet.

Die Nachteile der früheren Lösungen, die ein auslösendes Element aus einem bistabilen Kuppelformtyp einsetzen, wobei bei diesem keine komplette Abdichtung des Kontaktpunktes erfolgt ist, werden durch die bestimmten, vorstehend beschriebenen, technischen Vorteile kompensiert: durch ein robusteres Design und durch den Schutz, der durch den Gehäuseaufbau zur Verfügung gestellt wird.
Darüber hinaus dient der Verwendungszweck für diese Ausgestaltung nicht als Ersatz für die Konstruktionen nach dem bisherigen Stand der Technik, die in den Patentdokumentationen WO-A-95/33244 und WO-A-95/33243 beschrieben sind, sondern um diese Designs für weitere Anforderungsansprüche zu ergänzen, wobei die Kostenfrage und Miniaturisierung mehr überwiegen als die Betriebsdauer und Zuverlässigkeit.
Zudem ist die Tatsache, dass das Kontaktleiterplättchen 26 auf der Steckkartenplatine für diese vereinfachte Schaltungsversion vorzugsweise eine Goldauflage aufweist, keine nachteilige Einschränkung in Bezug auf die Anwendungen von diesem Schaltertyp, bei dem alle elektrisch leitfähigen Bahnen auf der Platine bereits goldbeschichtet sind, da diese Technologie auch für die Oberflächenmontage von weiteren, diesbezüglichen Komponenten zum Einsatz kommt.
Ein weiterer indirekter Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist der Aufbau des Trägers 16, 29, der das Gehäuse formiert, und der es ohne irgendwelche Modifikationen möglich macht, außer dem Zusatz von einem kleinen Schalter und von einem Betätigungshebel, welcher keine Anschlusslasche aufweist, eine Version zu erhalten, die der in den Patentdokumentationen WO-A-95/33244 und WO-A-95/33243 ähnlich ist. Dieser Vorteil kann somit gewährleisten, dass die Anwender auf die Entwicklungsmöglichkeit einer „abgedichteten" Lösung anstatt zu einer „Billig"-Lösung wechseln, was von der Anfangsauswahl abhängig ist, ohne dass eine mechanische Modifikation des Geräte- oder des Bestückungsprozesses stattfinden muss, wobei als einzige Vorkehrung in Betracht zu ziehen ist, dass auf der Leiterplatine eine Doppelimplantation in den Leiterbahnen 26 und 45 hergestellt wird, die mit der Schaltung 12, 33 angeschlossen werden.
Die zweite in den Figuren veranschaulichte Ausführungsform ist ein so genannter "erhabener" Steckverbinder, der für einige Anwendungen benötigt wird, wie zum Beispiel, wenn die obere Seite 13 der Steckleiterplatine P von anderen Komponenten zum Teil überladen ist.
Um die Konstruktion gemäß der Erfindung auszurichten, die zuvor in Bezug auf die 1 bis 8 beschrieben worden ist, und wie sie in den 9 bis 16 zu ersehen ist, war es zunächst erforderlich, die Anschlusslasche 43 anzupassen, indem deren Höhe verlängert wurde, so wie jene von den Anschlusslaschen der Betätigungszungen des Steckverbinders 10.
Darüber hinaus ist das Design des aktiven Teils der federelastischen und elektrisch leitfähigen Betätigungszunge modifiziert worden, um eine Haarnadelkonfiguration als einen vertikalen Zwischenraum einzuführen, der den konvexen Kontaktpunkt 44 von der Leiterbahn 26 trennt, wobei dieser mit der Höhe des Steckverbinders und des Gehäuses 29 der Schaltung 12 variiert.
Der Haarnadelaufbau ermöglicht es aufgrund der Öffnung zwischen dessen oberer Abzweigung 40S und dessen unterer Abzweigung 40I, dass sich die Betätigungszunge 32 auf die Höhe des Isolierträgers 16, 29 anpasst, und zwar durch eine einfache Ausrichtung mit einem Werkzeug zum Abbiegen der Betätigungszunge 32 in die beiden Abzweigungen 40S und 40I.
Wie man insbesondere in den 11 und 12 ersehen kann, erstreckt sich die obere Abzweigung 40S von dem Absatz 37 in die Längsrichtung nach vorne und verlängert sich mittels eines Kniestücks oder einer Krümmung 70, mit der sie sich mit der unteren Abzweigung 40I verbindet, welche sich in die Längsrichtung nach hinten so weit erstreckt, wie deren freies Endstück 42 ist, das das Konvexteil 44 enthält.
Um das Konvexteil 44 im Ruhezustand äußerst korrekt positionieren zu können, und um die enorme Reduzierung der vertikalen Lagerkontaktkraft zu berücksichtigen, die sich aus der Ausdehnung der Betätigungszunge 32 ergibt, ist das freie Ende der unteren Abzweigung 40I in Form eines „T" ausgestaltet, das heißt, dass sie zwei sich gegenüberliegende, quergerichtete Laschen 72 aufweist, die einen Auflageflanschstab 74 ausbilden, und die gegen die unteren Endflächen 76 der zwei Stützen 78 auflagern, welche mit dem Träger 16, 29 als Formteil gegossen sind und sich senkrecht nach unten erstrecken. Dieser Aufbau – wie man ihn in 13 ersehen kann – lässt zu, dass das Konvexteil 44 in Bezug auf das Leiterplättchen 26 korrekt positioniert wird.
Wenn die Karte C den Betätigungshebel 34 aktiviert, dann üben die Auflagerpunkte, die mit den unteren Enden 76 der Stützen 78 gebildet werden, auf die Lagerkontaktkraft des Konvexteils 44 über die Oberseite 13, 26 der Leiterplatine P einen Verstärkungseffekt aus, wobei verhindert wird, dass das freie Ende der unteren Abzweigung 40I der Betätigungszunge 32 angehoben wird, um dabei eine Lagerkontaktkraft zu erhalten, die jener in der ersten Ausführungsform entspricht.
Die in den 17 bis 19 veranschaulichte Ausführungsform, in denen ein Steckverbinder des Typs dargestellt ist, der in der Patentdokumentation EP-A-0 738 983 beschrieben und veranschaulicht worden ist, wird nun nachstehend beschrieben.
Wie insbesondere in 19 zu erkennen ist, ist die Breite der Anschlusslasche 43 reduziert worden, um dadurch zu ermöglichen, dass sie durch eine 202 der typisierten Standardöffnungen (zum Testen des Steckverbinders) in der Metallabdeckung 200 des Steckverbinders mit einem Infrarot-Reflowlöten verlötet werden kann. Der Reflow-Strahlerarm passiert dann, nachdem er die Öffnung 202 durchlaufen hat, durch einen Hohlraum 204 in dem Isolierträger 16, wobei sich eine Betätigungspedale 60 über eine Durchführung 41 erstreckt. Diese Designkonstruktion vermeidet, dass eine Lasche 43 zu lange eingesetzt muss.

Claims

System, das eine gedruckte Steckkartenplatine (P) und eine Schaltung (12) aufweist, wobei die Schaltung so konstruiert ist, dass sie auf der genannten Steckkartenplatine (P) angebracht werden kann, und zwar für das Erfassen der Anwesenheit von einer Smart Card (C) in einer Lese-/Schreibvorrichtung, wobei die Schaltung ein Gehäuse (29) und Mittel für die Auslösebetätigung der Schaltung umfasst, wobei die Mittel für die Betätigung so ausgelegt sind, um die vordere Querkante (50) der Karte (C) kontaktieren zu können, und wobei die Mittel für die Auslösebetätigung aufweisen: – eine elastisch verformbare Betätigungszunge (32), von der ein erstes Ende (37) in einem Gehäuse (29) der Schaltung integriert ist, und von der deren zweites Ende (42, 44) mit einer Vorrichtung (26) für das Auslösen der Schaltung in Kontakt tritt; und – einen Betätigungshebel (34), der auf das zweite Ende (42) der Betätigungszunge (32) einwirkt, und der in der Lage ist, um eine Achse parallel in Bezug auf die Kartenfläche (C) zu schwenken, und zwar in Reaktion auf einen Betätigungsdruck, der auf diesen von der vorderen Querkante (50) der Karte (C) beaufschlagt wird; dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungszunge eine elektrisch leitfähige Zunge (32) ist, deren integriertes, erstes Ende (37) mit einer Lasche (43) für die elektrische Verbindung mit einer Leiterbahn (45) auf der Steckkartenplatine (P) verlängert ist; und dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel für die Auslösebetätigung der Schaltung ferner eine weitere Leiterbahn (26) auf der entgegengesetzten Oberfläche (13) der Steckkartenplatine (P) aufweisen, mit der – während der Anwesenheit der Karte (C) in der eingeführten Position – die weitere Leiterbahn (26) das zweite Ende (42, 44) der Betätigungszunge (32) kontaktiert, um einen geschlossenen, elektrischen Kontakt der Schaltung herbeizuführen.
System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Anwesenheit der Karte (C) in der eingeführten Position der Betätigungshebel (34) auf das zweite Ende (42) der Betätigungszunge (32) gegen die Spannkraft der Betätigungszunge einwirkt.
System gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungshebel (34) einstückig mit der Betätigungszunge (32, 40) hergestellt ist.
System gemäß den beiden Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungshebel (34) eine Betätigungsrampe (58) aufweist, mit der die vordere Querkante (50) der Karte (C) in Eingriff gelangt.
System gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungszunge (32) in etwa flach ist und sich der Länge nach in eine Richtung erstreckt, die ungefähr parallel in Bezug auf die Einsteckrichtung (I) der Karte (C) verläuft.
System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungszunge (32) wie eine Haarnadelkurve mit zwei Abzweigungen (40I, 40S) geformt ist, welche sich in eine Richtung erstrecken, die in etwa parallel in Bezug auf die Einsteckrichtung (I) der Karte (C) verläuft, welche mit einer ungefähren 180°-Krümmung (70) verbunden sind, und von der das Ende (37) einer oberen, ersten Abzweigung (40S) in einem Gehäuse (29) der Schaltung integriert ist, und von der das freie Ende (42, 44) der unteren, zweiten Abzweigung (40I) in der Lage ist, die erwähnte, weitere Leiterbahn (26) auf der Steckplatine (P) zu kontaktieren.
System gemäß dem voranstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die untere, zweite Abzweigung (40I) nach dem freien Ende von zumindest einer Lasche (72, 74) für das vertikale Positionieren der Betätigungszunge in den Ruhezustand erstreckt.
System gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende der Betätigungszunge (32), das mit der weiteren Leiterbahn (26) in Kontakt treten kann, ein konvexes Kontaktteil (44) aufweist, dessen Wölbung zur Oberseite (13) der Steckplatine (P) gerichtet ist.
System gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungshebel (34) so angebracht, dass er um eine Achse annähernd senkrecht zur Einsteckrichtung (I) der Karte (C) schwenken kann.
System gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (37) der Betätigungszunge (32) in dem Materialteil des Schaltungsgehäuses (29) integriert ist.
System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (37) der Betätigungszunge (32) in einem Element des Schaltungsgehäuses (29) durch ein Warmnieten fixiert ist.