DE3832588C2 - Kontaktsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kontaktsatz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Kontaktsätze und Kontaktfedern sind bereits in einer außer­ ordentlichen Vielfalt bekannt. Kontaktsätze zum Kontaktieren von Chipkarten sind beispielsweise aus den deutschen Offenlegungsschriften 35 31 318 und 36 02 668 bekannt. Bei solchen Kontaktsätzen für Chip-Karten ist es wichtig, daß ein möglichst geringer Verschleiß sowohl bei den Kontakten der Chipkarte wie auch bei den Kontaktfedern auftritt. Aus diesem Grunde wird häufig entweder die Chipkarte zum Zwecke der Kontaktierung zu einem stationären Kontaktsatz hin verschwenkt, oder aber umgekehrt wird ein Kontaktsatz zu einer stationären Chip-Karte hin verschwenkt. Solche Konstruktionen schonen die Kontakte, sind aber aber kompliziert und daher teuer im Aufbau. Durch den komplizierten Aufbau können auch mechanische und infolge davon elektrische Probleme auftreten.

Zum Stand der Technik sei noch auf die FR 25 64 643 A1 hingewiesen, in der bereits ein Kontaktsatz gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dargestellt ist. Bei dem Kontaktsatz sind die Kontaktfedern so ausgebildet, daß sie einen Arm besitzen, der bei Kontaktierung mit der Karte derart verschwenkt wird, daß ein Teil des Armes in Kontakt mit einem auf der Karte vorhandenen Kontakt kommt. Die Kontaktfedern weisen Rastmittel auf und der Kontaktträger Gegenrastmittel. Aus der EP 2 00 449 A2 ist ein Kontaktsatz bekannt, der für eine gedruckte Schaltungsplatte Verwendung findet und der Kontaktfedern besitzt, die durch stachelartige Vorsprünge in einem Kontaktträger festgelegt sind. Die GB 21 62 380 A zeigt einen weiteren Kontaktsatz zur Kontaktgabe mit einer gedruckten Schaltungsplatte, wobei im ganzen U-förmige Kontaktfedern elastisch in einem Kontaktträger angeordnet sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und einen Kontaktsatz derart vorzusehen, daß dieser kostengünstig in großen Mengen herstellbar ist, eine gute Kontaktgabe ermöglicht und eine leichte Montage der Kontaktfedern gewährleistet, wobei es nicht erforderlich sein soll, die Kontakt­ federn zu umspritzen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Kontaktsatz gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen vor.

Dadurch, daß die Kontaktfedern vorgespannt sind, wird mit einer Federkennlinie gearbeitet, die bei Werten der Kraft F<0 beginnt. Vorzugsweise werden die Kontaktfedern in der sogenannten "Kamm-Montagetechnik" in den Kontaktträger eingerastet. Mit "Kamm-Montagetechnik" ist dabei ein Verfahren bezeichnet, bei dem mehrere Kontaktfedern gemeinsam, während sie noch an einem Trägerstreifen hängen, in den vorzugsweise einteiligen Kontaktträger eingerastet werden.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 schematisch einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Kontaktsatz zusammen mit einer Chipkarte und einem Gerät, an dem der Kontaktsatz befestigt sein kann;

Fig. 2 einen Teilschnitt durch den Kontaktsatz der Fig. 1, d.h. auch einen Schnitt längs Linie 2-2 in Fig. 3;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Kontaktsatz gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine Frontansicht des Kontaktsatzes der Fig. 2 von links her;

Fig. 5 eine vergrößerte Teildraufsicht der Fig. 3;

Fig. 6 einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 2;

Fig. 7 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Kontaktfeder in ihrem nichteingebauten Zustand.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels beschrieben, und zwar eines Kontaktsatzes zur Kontaktierung einer Chipkarte sowie einer insbesondere für diesen Kontaktsatz geeigneten Kontaktfeder.

Fig. 1 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung einen Kontaktsatz 1 mit seinen Kontaktfedern 2, die zur Kontaktie­ rung einer Chip-Karte 3 geeignet sind. Der Kontaktsatz 1 kann an einem bei 4 schematisch dargestellten Gerät, beispielsweise einem Telefon, angebracht sein, welches in bekannter Weise durch die Chipkarte 3 aktivierbar ist.

Der Kontaktsatz 1 weist im allgemeinen ein Gehäuse oder einen Kontaktträger 5 auf, in dem die Kontaktfedern 2 angeordnet sind. Die Chipkarte 3 wird beim Inkontaktbringen in geeigneter (nicht gezeigter) Weise geführt und kann mit ihren Chipkarten­ kontakten in eine Stellung zur Kontaktgabe mit den kuppen­ förmigen Kontakten 2 bewegt werden.

Der Kontaktträger 5 weist gemäß Fig. 1 eine obere Wand 6, eine Seitenwand 7, eine Vorderwand 8, eine weitere Seitenwand 9 und eine Rückwand 13 auf.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sei nunmehr auf die Fig. 2-7 Bezug genommen.

Im Kontaktträger 5 des Kontaktsatzes 1 ist mindestens eine Kontaktfeder 2, vorzugsweise aber eine Vielzahl von Kontaktfedern 2, angeordnet. Zur Aufnahme der Kontaktfedern 2 sind in der oberen Wand 6 (vgl. Fig. 3) Führungsnuten (Kammern) 14 ausgebildet, die einen schmalen Teil 15 sowie einen breiteren Teil (Verbreiterung) 16 aufweisen. Der verbreiterte Teil 16 setzt sich auch, ohne daß dies näher bezeichnet wäre, in der Seitenwand 7 fort, wie man dies in Fig. 4 erkennt. Mit 17 ist die Trennlinie zwischen dem schmäleren Teil 15 und der Ver­ breiterung 16 bezeichnet.

Bevor nun auf die Ausbildung des Kontaktträgers 5 weiter eingegangen wird, sei zunächst eine Kontaktfeder 2 beschrieben, die vorzugsweise als ein ausgestanzter elastischer Metallstreifen ausgebildet ist. Die Kontaktfeder 2 weist (vgl. dazu insbesondere Fig. 2) von links ausgehend einen Anschlußteil 21 in der Form eines Lötanschlusses auf, sodann zweite Rastmittel 22 in der Form eines zweiten Stegabschnitts 22, und zwar gebildet durch zwei Stege 23, 24 (vgl. Fig. 4). Anschließend an den zweiten Stegabschnitt 22 erkennt man ein Winkelteil 28 sowie daran anschließend erste Rastmittel in der Form eines ersten Stegabschnitts 25, und zwar mit wiederum zwei Stegen 26 und 27 (vgl. Fig. 3). Anschließend an die ersten Rastmittel 25 ist ein im wesentlichen in X-Richtung (vgl. Fig. 2) verlaufendes Längsteil 29 vorgesehen, welches in einen Schrägteil 30 und einen Schrägteil 32 unter Bildung einer Kuppe 31 übergeht. Das daran anschließende freie Ende der Kontaktfeder 2 bildet ein Anschlagteil 33.

Während der Längsteil 29 im wesentlichen in X-Richtung verläuft, verläuft der Anschlußteil 21 im wesentlichen in Y-Richtung.

Insgesamt kann man sagen, daß, wie in Fig. 7 gezeigt, die Kontaktfeder 2 durch zwei Federschenkel gebildet ist, und zwar einen ersten oder Kontaktfederschenkel 70 und einen zweiten abgewinkelten Federschenkel 71. Vorzugsweise ist der Schenkel 71 um 90° gegenüber dem Schenkel 70 abgewinkelt. Ferner erkennt man in Fig. 2, daß der sogenannte Winkelteil 28 einen bogenförmigen Teil 73 und einen geradlinigen Teil 74 aufweist. Fig. 7 zeigt ferner, daß der geradlinige Teil 74 und der ebenfalls geradlinige Längsteil 29 nicht auf einer Linie liegen, sondern einen Winkel alpha von kleiner als 180° bilden, beispielsweise einen Winkel alpha von 170°. In Fig. 7 sieht man darüber hinaus, daß die Kuppenform des Kontakt­ elements 2 durch einen flachen Auflaufwinkel gamma gebildet wird, der beispielsweise in der Größenordnung von 30° liegt, so daß beim Aufgleiten der Chipkarte 3 keine Verformung der Kontaktfeder stattfindet.

Während in Fig. 7 die Feder 2 in ihrer Gestalt gezeigt ist, die sie einnimmt, wenn sie nicht in das Gehäuse oder den Kontaktträger 5 eingesetzt ist, zeigen die übrigen Fig. 2-6 die in den Kontaktträger 5 eingesetzte Feder 2.

Die Kontaktfeder 2 ist symmetrisch zu einer Mittellinie 53 ausgebildet und sitzt in einer zugehörigen Führungsnut 14.

Nachdem nunmehr die Kontaktfeder 2 im einzelnen beschrieben wurde, sei auf die Erläuterung des vorzugsweise einteiligen Kontaktträgers 5 zurückgekommen, in dem die Kontaktelemente 2 derart eingerastet werden können, daß sie vorgespannt sind, so daß die Federkennlinie bei einer Kraft F größer 0 beginnt.

Zur Arretierung der Kontaktfeder in Richtung x sind erste Gegenrastmittel in der Form von zwei Rastnasen 42 am Kontaktträger 5 ausgebildet, und zwar im dargestellten Ausführungsbeispiel an einem Verbindungsstück 38 des Kontaktträgers 5. Diese ersten Gegenrastmittel 42 arbeiten mit den ersten Rastmitteln 25 der Kontaktfeder 2 zusammen.

Zur Arretierung der Kontaktfeder 2 in der Y-Richtung sind zweite Gegenrastmittel 42 in der Form von zwei Rastnasen 42 ebenfalls am Kontaktträger 5, speziell dem Verbindungssteg 38, ausgebildet. Die Nasen 43 bzw. 42 bilden um 90° zueinander versetzte Rastflächen. Die zweiten Rastmittel 22 arbeiten mit den zweiten Gegenrastmitteln 42 zusammen.

Der Verbindungssteg 38 bzw. der Kontaktträger 5 bildet im Bereich jeder Kontaktfeder zwei Führungsflächen 40 in der Form schiefer Ebenen, die zwischen den ersten und zweiten Gegenrastmitteln 43 bzw. 42 verlaufen. Zwischen den beiden (vgl. Fig. 3) Führungsflächen 40 ist ein Nutabschnitt 39 gebildet.

Die ersten und zweiten Stegabschnitte 25 und 22 besitzen im wesentlichen die gleiche Gestalt und jeweils eine Breite (vgl. Fig. 4) 51, die in etwa der Breite der Verbreiterung 16 entspricht, natürlich aber etwas kleiner ist, damit die Kontaktfedern eingesetzt werden können. Die Breite 50 (vgl. Fig. 4) der Kontaktelemente 2 entspricht im wesentlichen, ist aber natürlich etwas kleiner als die Breite des schmäleren Teils 15 der Führungsnut 14. Dadurch ergibt sich eine gute Führung der Kontaktelemente 2.

Gemäß der Erfindung erfolgt die Montage der Kontaktelemente 2 gemäß der sogenannten "Kamm-Montagetechnik", d.h. es wird ein Kamm aus Kontaktelementen 2 verwendet, die durch einen Verbindungsstreifen noch von der Stanzherstellung her in Verbindung stehen. Dieser gesamte Kamm wird auf den Kontakt­ träger 5 derart aufgelegt, daß zunächst die zweiten Rastmittel 22 mit den zweiten Gegenrastmitteln 42 in Eingriff gebracht werden, worauf dann die Kontaktfedern 2 über die schiefene Ebene 40 gleitend gedrückt werden, bis die ersten Rastmittel hinter den ersten Gegenrastmitteln einrasten, wobei gleich­ zeitig die freien Enden der Federn, d.h. die Anschlagteile 33, unter Vorspannung (alpha=180°) unter Anschlagmittel in der Form eines Winkelstegs 36 eingeschoben werden, so daß die Stege 26, 27 des ersten Stegabschnitts 25 auf der seitlichen Verbreiterung der Führungsnut (Nutabschnitt 39), d.h. den Rastnasen 42 kraftschlüssig anstehen.

Anhand der Fig. 8 bis 11 sei nunmehr ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kontaktsatzes 100 sowie einer Kontaktfeder 200 beschrieben. Man erkennt, daß wiederum ein Kontaktträger oder -gehäuse ähnlich dem Gehäuse 5 vorgesehen ist, welches allerdings in den Fig. 8-11 mit dem Bezugszeichen 500 bezeichnet wurde. Die obere Wand ist in Fig. 9 mit dem gleichen Bezugszeichen, nämlich 6, wie beim ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.

Ebenso wie im ersten Ausführungsbeispiel sind im Kontaktträger 500 Führungsnuten, die auch als Kontaktkammern 140 (im ersten Ausführungsbeispiel mit 14 bezeichnet) bezeichnet sind, vorgesehen, in denen die Kontaktelemente 200 verlaufen. Die Verbreiterung der Führungsnut oder Kontaktkammer 140 ist mit 160 bezeichnet (vgl. Fig. 9).

Ebenso wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist ein Winkelsteg 36 zur Bildung von Anschlagmitteln für das freie Ende oder den Anschlagteil 33 des Kontaktelements 200 vorgesehen.

Ferner ist ein Verbindungssteg 380, ähnlich wie der Verbindungssteg 38, vorhanden, der hier aber nur ein Gegenrastmittel in der Form von zwei Rastnasen 430 bildet. Ähnlich wie anhand der Fig. 6 beschrieben, ist hier eine der Führungsflächen 40 entsprechende Führungsfläche 400 vorhanden. Nach oben und (in Fig. 8) nach links versetzt gegenüber dem oberen Ende des Verbindungsstegs 38 befindet sich ein Steg oder Anschlag 80, an dessen Unterseite die Kontaktfeder anliegt.

Die Kontaktfeder 200 ist hier anders als die der Fig. 7 ausgebildet. Zwar sind die ersten Kontaktschenkel 70 der Federn 2 und 200 identisch ausgebildet, aber der zweite Schenkel 710 der Feder 200 besteht hier einfach aus einem geraden Teil 48, besitzt also kein dem Winkelteil 28 entsprechendes Teil. Der geradlinige Teil 48 dient wiederum als Anschlußteil. Vorzugsweise wird ein stumpfer Winkel Alpha in der Größenordnung von 170° zwischen dem geradlinigen Teil 48 und dem Längsteil 29 des ersten Schenkels 70 gebildet. Die Kontaktfeder 200 besitzt lediglich erste Rastmittel in der Form eines ersten Stegabschnitts 25, wobei der Stegabschnitt 25 wiederum Stege 26 und 27 wie bei der Kontaktfeder 2 bildet. Der Stegabschnitt 25 liegt vorzugsweise noch im Längsteil 29, so daß die Abwinklung um den Winkel Alpha erst links (in Fig. 11) anschließend an den Steg 25 erfolgt.

Es ist auch denkbar, eine Kontaktfeder 200 mit einem Winkel Alpha=180° zu verwenden, wobei dann die Anordnung der Stege 80 und 36 sowie die obere Auflagefläche des Stegs 380 derart gewählt sind, daß die Feder 200 nach dem Einbauen vorgespannt ist.

Die Erfindung sieht zur Bildung eines Kontaktsatzes in einfacher Weise einrastbare Kontaktfedern vor.

Das zweite Ausführungsbeispiel zeigt, daß das Prinzip der vorgespannten Feder auch bei einer geraden Feder funktioniert. Hier übernehmen den Anschlag in beiden Längsrichtungen die Rastmittel 25. An die Stelle der Nase 42, die ein Gegenlager zur Erzeugung der Vorspannung darstellt, tritt der Steg 80 im Kontaktträger 500.

Claims (24)

1. Kontaktsatz zum Kontaktieren einer Chipkarte, wobei dieser Kontaktsatz einen einteiligen Kontaktträger (5) und mindestens eine, vorzugsweise mehrere, im Kontaktträger angeordnete Kontaktfedern (2), jeweils mit einem Anschlußteil (21, 210), aufweist, die in Nuten (Kammern) (14) des Kontaktträgers angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nuten (Kammern) (14) in der oberen Wand des Kontaktträgers zur Aufnahme der Kontaktfedern erstrecken, daß die Kontaktfedern (2) erste Rastmittel aufweisen, daß die Kontaktfedern in den Kontaktträger an von diesem gebildeten Gegenrastmitteln derart einrastbar sind, daß die Kontaktfedern zwischen zwei Punkten eingespannt sind, und daß die Kontaktfedern im eingerasteten, d. h. im Kontaktträger eingebauten Zustand vorgespannt sind.

2. Kontaktsatz zum Kontaktieren einer Chipkarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Rastmittel in der Form zweier Stege ausgebildet sind.

3. Kontaktsatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Kontaktträger (5) Anschlagmittel (36) für das freie Ende (Anschlagteil 33) des Kontaktfederschenkels (70) vorgesehen sind.

4. Kontaktsatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenrastmittel durch Nasen (43, 42) im Kontaktträger (5) gebildet sind.

5. Kontaktsatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nasen an einem Verbindungssteg (38) des Kontaktträgers (5) ausgebildet sind.

6. Kontaktsatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zu den ersten Gegenrastmitteln (43) am Kontaktträger (5) Führungs­ mittel (40; 400) gebildet sind, welche beim Montieren der Kontaktfeder ein Darübergleiten der ersten Rastmittel (25) ermöglichen, bis diese hinter den ersten Gegenrastmitteln einrasten.

7. Kontaktsatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel als in der Form einer schiefen Ebene (40; 400) ausgebildete Führungsflächen gebildet sind.

8. Kontaktsatz nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen am Verbindungssteg (38) ausgebildet sind.

9. Kontaktsatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (14) einen schmalen Teil (15) und daran anschließend einen breiten Teil (16) aufweist.

10. Kontaktsatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steg oder Anschlag (80) derart vorgesehen ist, daß ein geradliniger Teil (48) der Kontaktfeder (200) sicher gehalten ist, um mit seinem freien Ende oder Anschlagteil (33) vorgespannt an den Anschlagmitteln (36) anzuliegen.

11. Kontaktsatz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (200) an der Unterseite des Stegs (80) anliegt, auf dem Verbindungssteg (38) aufliegt und an diesem durch einen ersten Stegabschnitt (25) der Kontaktfeder gehalten ist.

12. Kontaktsatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Kontakt­ feder (200) bei in einer Ebene liegenden Befestigungspunkten dadurch vorgesehen wird, daß ein stumpfer Winkel Alpha zwischen den ersten und zweiten Schenkeln (70, 71) vorgesehen ist.

13. Kontaktsatz nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Kontaktfeder (200) dadurch vorgesehen wird, daß in entsprechender Weise ein Winkelsteg (36) höhenmäßig versetzt gegenüber der Halterung der Kontaktfeder (200) durch Steg (38) und Steg (80) angeordnet ist.

14. Kontaktsatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwinklung zwischen dem ersten und zweiten Schenkel (70, 71) der Kontaktfeder ungefähr 90° beträgt.

15. Kontaktsatz nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des zweiten Schenkels (71) ein weiteres, zweites Rastmittel (22) vorgesehen ist.

16. Kontaktsatz nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Rastmittel (25, 22) identisch ausgebildet sind.

17. Kontaktfeder für einen Kontaktsatz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastmittel in der Form von Stegabschnitten ausgebildet sind.

18. Kontaktfeder nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stegabschnitt (25, 22) zwei symmetrisch zur Mittellinie angeordnete Stege aufweist.

19. Kontaktfeder nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stegabschnitte vorgesehen sind, und zwar ein erster Stegabschnitt (25) und ein zweiter Stegabschnitt (22), wobei der eine Stegabschnitt (25) im zweiten Federschenkel (11) ausgebildet ist.

20. Kontaktfeder nach einem oder mehreren der Ansprüche 17-19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kontaktkuppe mit einem flachen Auflaufwinkel Gamma vorgesehen ist.

21. Kontaktfeder nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zum zweiten Stegabschnitt (22) ein Anschlußteil (21), z. B. ein Lötanschluß, vorgesehen ist.

22. Kontaktfeder nach einem oder mehreren der Ansprüche 17-21, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (50) der Kontaktfeder in etwa dreimal die Dicke (52) der Kontaktfeder beträgt.

23. Kontaktfeder nach einem oder mehreren der Ansprüche 17-22, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite im Bereich der Stegabschnitte das Doppelte der Breite (50) der Kontaktfeder außerhalb der Stegabschnitte ist.

24. Kontaktsatz zum Kontaktieren einer Chipkarte nach einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedern gemäß der Kamm- Montagetechnik in den Kontaktträger eingesetzt sind.