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Gebiet der
Erfindung
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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.
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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.
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Diverse
Konstruktionen für
diesbezügliche Schaltungen
sind bekannt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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:
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1 ist
eine isometrische und perspektivische Draufsicht im Grundriss von
einer ersten Ausführungsform
eines elektrischen Steckverbinders mit einer Schaltung gemäß den Grundsätzen der
Erfindung.
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2 ist
eine isometrische und perspektivische Unteransicht von der in 1 dargestellten
Vorrichtung.
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3 ist
eine isometrische und perspektivische Draufsicht von dem Schaltungselement,
das einen Bestandteil der in den 1 und 2 dargestellten
Vorrichtung bildet.
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4 ist
eine isometrische und perspektivische Unteransicht von dem in 3 dargestellten Schaltungselement.
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5 ist
eine Detailansicht von der Querschnittslinie 5-5 in 1,
in der die Schaltung in der Ruhestellung veranschaulicht wird.
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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.
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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.
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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.
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Die 9 bis 16 ähneln denen
in den 1 bis 8, die eine weitere Ausführungsform von
einer Schaltung gemäß den Grundsätzen der
Erfindung veranschaulichen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Oberseite 18 des Trägers 16 ist
eine fortlaufend ebene Fläche,
die gleichzeitig die ebene Oberseite 11 des Erweiterungsformteils 29 bildet.
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Diese
ebene Oberseite 18 ist in der Lage, eine Auflagefläche auszubilden,
auf der die entsprechende Unterseite der Karte C gleiten kann.
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Die
Einbauschaltung 12 besteht im Wesentlichen aus einem Schaltungselement 33,
das ein aus einem elektrisch leitfähigen Metallplattenmaterial
herausgeschnittenes und gefalztes Element ist.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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In
der Nähe
des geformten, hinteren Kniestück-Anschluss-Endes 66 weist
der Betätigungshebel 34 einen
Durchbiegungsbereich 62 auf.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.