DE19704503C1

DE19704503C1 - Stacked-card data carrier plug connector e.g. for telephone accounting matrix store

Info

Publication number: DE19704503C1
Application number: DE1997104503
Authority: DE
Inventors: Paul-Werner V Dipl Ing Basse; Roland Dipl Ing Thewes; Doris Dipl Schmitt-Landsiedel; Emmerich Dr Bertagnolli
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-02-06
Filing date: 1997-02-06
Publication date: 1998-04-09
Anticipated expiration: 2017-02-07

Abstract

A plug connection for a stack (1) of card-type data carrier arrangements (2) having at least one integrated semiconductor circuit and at least one contact surface connected to it, in which the plug connection arrangement includes a housing (31,32) with an opening for inserting the cards stack. At least one spiral spring (F,F1,F2) is provided such that the clamping faces (K1,K2) of a card-type data carrier arrangement are clamped in between two coils (W1,W2) of the spiral spring, in the plugged-in position, and represent at least one of the clamping surfaces in which an electrical connection of the data carrier arrangement exist between themselves and with a terminal (4).

Description

Kartenförmige Datenträgeranordnungen mit integrierten Halb leiterschaltkreisen, sogenannte IC-Karten oder Chip-Karten, sind heute beispielsweise zur Speicherung von Telefongebühren oder Versicherungsdaten im Einsatz. Um größere Datenmengen, wie beispielsweise Musik, Straßenkarten, Lexika, Computer spiele, zu speichern, müssen mehrere Datenträger einfach zu stapeln und im Betriebsfall gleichzeitig mit gemeinsamen Bus leitungen verbunden sein.Card-shaped data carrier arrangements with integrated half conductor circuits, so-called IC cards or chip cards, are today, for example, for storing telephone charges or insurance data in use. To larger amounts of data, such as music, road maps, dictionaries, computers games to save, multiple disks just need to stack and at the same time with the common bus lines are connected.

Aus der internationalen Patentanmeldung WO 96/10840 sind Da tenträgeranordnungen bekannt, bei denen die Datenträger er höhte Kontakte auf beiden Seiten der kartenförmigen Datenträ ger aufweisen, wodurch beim Stapeln eine elektrische Verbin dung zwischen den einzelnen Datenträgern entsteht. Durch Ver schmutzung der Kontakte besteht jedoch die Gefahr, daß beim Aufeinanderstapeln der Datenträger einige Kontakte keine elektrische Verbindung herstellen, da diese ohne reinigende Schleifbewegung einfach aufeinander gepreßt werden.From international patent application WO 96/10840 there are known carrier arrangements in which the disk he raised contacts on both sides of the card-shaped disk ger have, whereby when stacking an electrical connection between the individual data carriers. By ver contamination of the contacts, however, there is a risk that when Stacking the disks some contacts none Establish electrical connection, since this without cleaning Grinding movement simply be pressed together.

Aus der US-Patentschrift 5 092 781 ist eine Federklemmverbin dung zwischen einer Hauptplatine und einer Leiterplatte be kannt, bei der auf der Hauptplatine ein Rahmen zur Aufnahme der Leiterplatte angeordnet ist, wobei die, mittels eines He bels aufeinander zubewegbaren, Rahmenleisten an den einander zugewandten Seiten, sowie an den der Hauptplatine zugewandten Seiten kreisförmige Ausnehmungen für die jeweilige Aufnahme einer Schraubenfeder aufweisen und wobei die elektrische Ver bindung zwischen Hauptplatine und der Leiterplatte über die Leiterbahnen der Hauptplatine und der Leiterplatte, den auf diesen aufliegenden und in ihrem Durchmesser verminderten Schraubenfedern und einem Metallrahmen, der jeweils die bei den Schraubenfedern eines Rahmenteils miteinander verbindet. US Pat. No. 5,092,781 discloses a spring clamp connection between a motherboard and a circuit board knows a frame on the main board for recording the circuit board is arranged, which, by means of a He bels towards each other, frame strips on each other facing sides, as well as on the motherboard facing Sides circular recesses for the respective picture have a coil spring and wherein the electrical Ver Connection between the main board and the circuit board via the Traces of the main board and the printed circuit board on the this overlying and reduced in diameter Coil springs and a metal frame, each of which at connects the coil springs of a frame part.

Bei dieser bekannten Ausführung werden für die Verbindung zweier "kartenförmiger" Baugruppen jeweils vier Schraubenfe dern benötigt, wobei die Federverbindung jeweils über den Au ßenumfang der Feder und nicht zwischen den einzelnen Windun gen der Schraubenfeder realisiert wird und es wird eine Viel zahl von Einzelbaugruppen für einen derartigen Verbinder be nötigt.In this known embodiment, the connection two "card-shaped" assemblies each four screw feet needed, the spring connection each over the Au outer circumference of the spring and not between the individual windun against the coil spring and it becomes a lot number of individual assemblies for such a connector compelled.

Aus der französischen Anmeldeschrift FR 2 507 396 ist eine Steckverbinderanordnung bekannt, bei der in einem zweiteili gen Buchsengehäuse eine einteilig ausgeführte und mäanderför mig gebogene Feder festgelegt ist, wobei einerseits zwischen den mäanderförmigen Enden der Feder Anschlüsse festgeklemmt werden, die für den Anschluß an externe Geräte oder Schaltun gen vorgesehen sind, und andererseits zwischen den mäander förmigen Enden der Feder über Öffnungen im Buchsengehäuseteil die Verbindung mit den Kontaktstiften der Steckverbinder er folgen kann. Bei dieser bekannten Anordnung geht es weder um eine Steckverbindung für einen Stapel kartenförmiger Daten trägeranordnungen, noch ist die Gestalt der Feder spiral- oder schraubenlinienförmig.From French application FR 2 507 396 is one Connector arrangement known in which in a two parts a one-piece and meandering mig curved spring is set, being on the one hand between the meandering ends of the spring connections are clamped be used for connection to external devices or circuits gene are provided, and on the other hand between the meanders shaped ends of the spring via openings in the socket housing part the connection with the contact pins of the connectors can follow. This known arrangement is not about a connector for a stack of card-shaped data support arrangements, nor is the shape of the spring spiral or helical.

Aus der US-Patentschrift 3 566 192 ist eine Spannungsverviel fachungsschaltung bekannt, bei der in einem Gehäuse scheiben förmige Kondensatoren angeordnet sind, wobei diese unterein ander über Schraubenfedern derart verbunden sind, daß die En den der Schraubenfedern zentrisch und dauerhaft mit den Stirnseiten der Kondensatoren verbunden sind, und die elek trische Verbindung der Kondensatoren und der Dioden derart erfolgt, daß die Anschlußdrähte der Dioden zwischen den Win dungen der Schraubenfedern festgeklemmt werden. Diese bekann te Anordnung ist aber weder als Steckverbinder ausgeführt, noch ist sie geeignet für die Steckverbindung eines Stapels kartenförmiger Datenträgeranordnungen.From U.S. Patent 3,566,192 there is a voltage multiplier shedding circuit known, in which slices in a housing shaped capacitors are arranged, these one below the other other are connected via coil springs such that the En that of the coil springs centrally and permanently with the End faces of the capacitors are connected, and the elek trical connection of the capacitors and the diodes in such a way that the connecting wires of the diodes between the Win of the coil springs. This got te arrangement is not designed as a connector, it is still suitable for the plug connection of a stack card-shaped data carrier arrangements.

Aus der internationalen Anmeldung WO 96/30868 ist ein Geräte steckverbinder für einen Stapel kartenförmiger Datenträgeran ordnungen bekannt, bei dem die Datenträger Kontaktmesser auf weisen, die jeweils zwischen zwei einzelne Kontaktfedern ge schoben werden, wobei die einzelnen Kontaktfedern durch ein Gehäuseteil in ihrer gegenseitigen Position gehalten werden.From the international application WO 96/30868 is a device connectors for a stack of card-shaped data carriers orders known in which the disk contact knife have, each between two individual contact springs ge be pushed, with the individual contact springs by a Housing part are held in their mutual position.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe liegt nun darin, einen Steckverbinder für einen Stapel kartenförmiger Daten trägeranordnungen anzugeben, bei dem beim Einstecken der Da tenträgeranordnungen eine reinigende Bewegung auftritt, der eine gute elektrische und mechanische Kontaktierung bietet und der vor allem möglichst einfach herstellbar ist.The object on which the invention is based is now a connector for a stack of card-shaped data Specify carrier arrangements in which when inserting the Da a cleaning movement occurs, the offers good electrical and mechanical contacting and above all, it is as easy to manufacture as possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by the in claim 1 specified features solved. Advantageous further developments of Invention result from the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an hand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigtAn embodiment of the invention will follow hand of the drawings explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Teilbereiches der er findungsgemäßen Steckverbindung, Fig. 1 is a sectional view of a partial area of he inventive plug-in connection,

Fig. 2 und 3 zwei erfindungsgemäße Steckverbindungen mit un terschiedlichen Federn und Figs. 2 and 3 are two connectors according to the invention with un terschiedlichen springs and

Fig. 4 einen Ausschnitt eines kartenförmigen Datenträgers zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Klemmflächen. Fig. 4 shows a detail of a card-shaped data carrier to explain the configuration of the clamping surfaces according to the invention.

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt der erfindungsgemäßen Steckver bindung für einen Stapel kartenförmiger Datenträgeranordnun gen in Form einer Schnittdarstellung am Beispiel von zwei aufeinander gestapelten, in einer Schraubenfeder F einge klemmten Datenträgeranordnungen 21 und 22 gezeigt. Die kar tenförmigen Datenträgeranordnungen weisen hier eine Dicke D auf, die größer ist als ein maximaler Abstand Kbmax und ein minimaler Abstand Kbmin der Klemmflächen K1 und K2, die hier einen Keilwinkel WK einschließen. Beide Klemmflächen sind hier beispielhaft mit durch dicke Striche angedeutete elek trische Kontakte versehen. Die Schraubenfeder weist Windungen W1 und W2 mit einem Drahtdurchmesser d und einer Ganghöhe G auf und ein Federwinkel WF ergibt sich aus dem Tangens des Verhältnisses aus halber Ganghöhe zum Federdurchmesser.In Fig. 1 is a section of the fastex connection according to the invention for a stack of card-shaped Datträgeranordnun gene in the form of a sectional view using the example of two stacked, in a coil spring F clamped disk assemblies 21 and 22 is shown. The card-shaped data carrier arrangements here have a thickness D which is greater than a maximum distance Kbmax and a minimum distance Kbmin of the clamping surfaces K1 and K2, which here include a wedge angle WK. Both clamping surfaces are provided here, for example, with electrical contacts indicated by thick lines. The coil spring has turns W1 and W2 with a wire diameter d and a pitch G and a spring angle WF results from the tangent of the ratio of half the pitch to the spring diameter.

Der maximale Abstand KBmax der Klemmflächen K1 und K2 ist vorteilhafterweise kleiner als die Dicke D, da durch den ent stehenden Rand eine gewisse Lagefixierung erreicht wird. Ob wohl der maximale Abstand KBmax auch größer gleich D sein kann, wird im Folgenden nur auf den ersten, vorteilhafteren Fall näher eingegangen.The maximum distance KBmax of the clamping surfaces K1 and K2 is advantageously smaller than the thickness D, because of the ent standing edge a certain position fixation is achieved. Whether the maximum distance KBmax may also be greater than or equal to D. can, is only in the following, more advantageous Case discussed in more detail.

Der Klemmflächenabstand kann dabei auch bis zum Rand des kar tenförmigen Datenträgers KBmax betragen, d. h. die beiden Klemmflächen K1 und K2 können auch zueinander parallel ver laufen. Vorteilhaft ist jedoch eine keilförmige Anordnung der Klemmflächen K1 und K2. Durch eine keilförmige Anordnung der Klemmflächen K1 und K2 wird das Einstecken zwischen zwei Win dungen der Schraubenfeder erleichtert. Der Keil kann dabei so ausgebildet sein, daß beispielsweise nur eine der beiden Klemmflächen angeschrägt ist, die beiden Klemmflächen unter schiedlich zueinander aber auch gleich stark angeschrägt sind.The clamping surface distance can also up to the edge of the kar ten-shaped data carrier KBmax, d. H. the two Clamping surfaces K1 and K2 can also ver parallel to each other to run. However, a wedge-shaped arrangement of the is advantageous Clamping surfaces K1 and K2. By a wedge-shaped arrangement of the Clamping surfaces K1 and K2 will be inserted between two win coil spring relieved. The wedge can do this be trained that, for example, only one of the two Clamping surfaces is chamfered, the two clamping surfaces below different from each other but also beveled equally are.

Aus mechanischen Gründen ist es von Vorteil, wenn nur bis zu einem minimalen Klemmflächenabstand KBmin und nicht bis zu einer Spitze hin ausgeformt ist. Im letzteren Fall ist vor teilhafterweise der minimale Steckflächenabstand KBmin klei ner als etwa die um die Federdrahtdicke d verminderte Ganghö he G der Schraubenfeder F zu wählen.For mechanical reasons it is an advantage if only up to a minimum clamping surface distance KBmin and not up to a tip is formed. In the latter case is before sometimes the minimum slot distance KBmin klei ner than the pitch decreased by the spring wire thickness d he G of the coil spring F to choose.

Um die Schraubenfeder optimal auszunützen, ist die Ganghöhe G der Schraubenfeder nur etwas geringer als die halbe Dicke D der Datenträgeranordnung und die Federdrahtdicke d der Schraubenfeder kleiner als ungefähr die Hälfte der um den ma ximalen Klemmflächenabstand KBmax verminderten Dicke D der Datenträgeranordnung zu wählen. Hierdurch wird erreicht, daß die Klemmflächen K1 und K2 jeweils zwischen zwei Windungen der Schraubenfeder eingeklemmt werden, keine unnützen Windun gen auftreten und die Windungen beim Einstecken nur soweit zur Seite gedrückt werden, daß sich die Windungen im Bereich zwischen den beiden Datenträgern einander gerade nicht berüh ren.In order to make optimum use of the coil spring, the pitch is G the coil spring is only slightly less than half the thickness D the disk arrangement and the spring wire thickness d Coil spring less than about half that around the ma ximal clamping surface distance KBmax reduced thickness D of Disk arrangement to choose. This ensures that the clamping surfaces K1 and K2 between two turns of the coil spring, no unnecessary wind conditions occur and the turns only when inserted be pushed aside so that the turns are in the area do not touch each other between the two data carriers ren.

Vorteilhafterweise weisen beide Klemmflächen K1 und K2 je weils einen elektrisch leitenden Kontakt auf, da hierdurch die Kontaktierung sicherer erfolgt als mit nur einer als elektrisch leitenden Kontakt ausgebildeten Klemmfläche.Both clamping surfaces K1 and K2 advantageously have each because an electrically conductive contact, because of this contacting is safer than with just one electrically conductive contact trained clamping surface.

In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Steckverbindung mit ei nem Gehäuse 31 dargestellt, das eine prismenförmige Ausspa rung P zur Aufnahme eines Stapels 1 von kartenförmigen Daten trägern 2 aufweist. In diese Aussparung ist am Gehäuseboden hier eine Schraubenfeder F1 in Richtung einer Stapelrichtung S eingebracht, die mit einem elektrischen Kontakt 4 verbunden ist. Der Prismenwinkel WP ist dabei vorteilhafterweise so ge wählt, daß er dem Windungswinkel WF der Schraubenfeder ent spricht, wodurch ein besonders leichtes Einschieben der Kar ten möglich ist und darüberhinaus ein besseres Durchblättern der Datenträgereinrichtungen möglich ist.In Fig. 2, a plug connection according to the invention with egg NEM housing 31 is shown, which has a prismatic recess P for receiving a stack 1 of card-shaped data carriers 2 . A helical spring F1 is introduced into this recess on the housing base in the direction of a stacking direction S and is connected to an electrical contact 4 . The prism angle WP is advantageously selected so that it speaks ent the winding angle WF of the coil spring, whereby a particularly easy insertion of the card is possible and, in addition, better browsing through the disk devices is possible.

In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Steckverbindung mit ei nem Gehäuse 32 dargestellt, der sich von der in Fig. 2 dar gestellten Steckverbindung dadurch unterscheidet, daß er eine spezielle Schraubenfeder F2 anstelle der gewöhnlichen Schrau benfeder F1 aufweist, deren Windungswinkel WF 90° beträgt. Solche Spezialfedern weisen keine konstante Windungssteigung auf und sind vergleichsweise teuer. Mit derartigen Federn F2 kann das Gehäuse 32 mit einer rechteckförmigen Aussparung R anstelle der prismenförmigen Aussparung P bei Fig. 2 verse hen werden, ohne daß dabei der Vorteil der leichten Einsteck barkeit aufgegeben wird. In Fig. 3, a plug connection according to the invention with egg NEM housing 32 is shown, which differs from the plug connection shown in Fig. 2 in that it has a special coil spring F2 instead of the usual screw benfeder F1, whose winding angle WF is 90 °. Such special springs do not have a constant winding pitch and are comparatively expensive. With such springs F2, the housing 32 can be hen with a rectangular recess R instead of the prismatic recess P in Fig. 2 verse without giving up the advantage of easy insertion availability.

In Fig. 4 ist ein Ausschnitt einer erfindungsgemäßen karten förmigen Datenträgeranordnung gezeigt, wobei im Bereich der Klemmflächen K1 und K2 eine Aussparung vorgesehen ist, das heißt die Datenträgeranordnung an dieser Stelle dünner ist als die Kartendicke D, und der Rand RA dieser Aussparungen jeweils halbkreisförmig ist, wodurch diese kartenförmigen Da tenträger vorteilhafterweise bis zum Durchmesser einer Schraubenfeder mit kreisförmiger Querschnittsfläche einsteck bar ist. Durch eine derartige Ausgestaltung des Randes der Klemmflächen wird im eingeklemmten Zustand, wie oben bereits erwähnt, eine seitliche Fixierung erreicht.In Fig. 4 a detail of a card-shaped data carrier arrangement according to the invention is shown, wherein K1 and K2, a recess is provided in the region of the clamping surfaces, i.e., the data carrier arrangement at this point is thinner than the thickness of the card D and the edge RA these recesses are each semi-circular , whereby this card-shaped Da tträger advantageously up to the diameter of a coil spring with a circular cross-sectional area is insertable bar. Such a configuration of the edge of the clamping surfaces in the clamped state, as already mentioned above, achieves a lateral fixation.

Bei kreisförmigen Federquerschnitten sollte die Aussparung folglich zumindest einen halbkreisförmigen Bereich entspre chend dem Federdurchmesser aufweisen. Es sind neben kreisför migen Federquerschnitten beispielsweise auch dreieckige oder andere Federquerschnitte denkbar mit entsprechend geformten Rändern der Aussparungen.With circular spring cross-sections, the recess should be consequently correspond to at least one semicircular area According to the spring diameter. In addition to circular spring cross-sections, for example, triangular or other spring cross-sections are conceivable with correspondingly shaped ones Edges of the recesses.

Derartige Aussparungen können auch nur auf einer Seite des kartenförmigen Datenträgers vorgesehen sein.Such recesses can only be on one side of the card-shaped data carrier can be provided.

Claims

1. Plug connection for a stack ( 1 ) of card-shaped data carrier arrangements ( 2 , 21 , 22 ), each having at least one integrated semiconductor circuit and at least one contact surface connected thereto, in which the plug connection a housing ( 31 , 32 ) with an opening for inserting the stack of cards, in which at least one coil spring (F, F1, F2) is arranged such that clamping surfaces (K1, K2) ei ner respective card-shaped data carrier arrangement in the inserted state are clamped between two turns (W1, W2) of the coil spring are and the at least one con tact surface is one of the clamping surfaces, an electrical connection of the data carrier arrangements with each other and with a plug connection ( 4 ).

2. Connector according to claim 1, at which the pitch (G) of the coil spring is only slightly reduced is greater than half the thickness (D) of the data carrier arrangement and where the spring wire thickness (d) of the coil spring is smaller than about half the maximum clamping area stood (KBmax) reduced thickness (D) of the data carrier arrangement is.

3. Connector according to claim 1 or 2, in which the clamping surfaces are provided so that they wedge mig are arranged and a minimum clamping surface distance (KBmin) is less than about the spring wire thickness (d) reduced pitch (G) of the coil spring.

4. Plug connection according to one of claims 1 to 3, where the two clamping surfaces (K1, K2) each have an electrical connection Represent conductive contact area.

5. Plug connection according to one of claims 1 to 4, wherein the housing ( 31 ) has a prism-shaped recess (P) for receiving the stack ( 1 ) such that the Pris menwinkel (WP) substantially the winding angle (WF) of the coil spring corresponds.

6. Plug connection according to one of the preceding claims, in which the data carrier arrangements in the area of the clamping surface Chen have at least one recess, the edge (RA) at least partially the shape of the cross-sectional area of the Has coil spring.

7. Connector according to claim 6, in which the spring cross-sectional area is circular and the Edge (RA) has a semicircular area.