DE102015112893A1

DE102015112893A1 - Tubular connector and method of making the same

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Publication number: DE102015112893A1
Application number: DE102015112893.4A
Authority: DE
Inventors: Bernd Ruppert; Jürgen Meinke; Volker Robrecht; Matthias Hegenbart; Dirk Harmuth
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2015-08-05
Filing date: 2015-08-05
Publication date: 2017-02-09

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein Rohrförmiges Verbindungsstück (1) zur Verbindung zweier Rohrelemente mit einem rohrförmigen ersten Verbindungsteil (3), welches einen ersten Rohrabschnitt (7) und einen Gelenkkopfabschnitt (9) aufweist, mit einem rohrförmigen zweiten Verbindungsteil (5), welches einen zweiten Rohrabschnitt (13) und einen Gelenkpfannenabschnitt (15) aufweist, wobei der Gelenkkopfabschnitt (9) und der Gelenkpfannenabschnitt (15) miteinander eingreifen und zusammen ein Kugelgelenk (19) derart bilden, dass der Gelenkkopfabschnitt (9) und der Gelenkpfannenabschnitt (15) formschlüssig ineinander gehalten werden und nicht voneinander gelöst werden können. Die Aufgabe, ein rohrförmiges Verbindungsstück mit einem Kugelgelenk (19) bereitzustellen, das möglich einfach herstellbar ist und dabei möglichst widerstandsfähig und verlässlich ist und über einen möglichst großen Winkelbereich ausgelenkt werden kann, wird dadurch gelöst, dass zumindest der Gelenkpfannenabschnitt (15) mit einem 3D-Druckverfahren hergestellt ist, so dass dieser als einteilige, verbindungslose Struktur ausgebildet ist.Shown and described is a pipe-shaped connecting piece (1) for connecting two pipe elements with a tubular first connecting part (3), which has a first pipe section (7) and a joint head section (9), with a tubular second connecting part (5), which has a second Pipe section (13) and a Gelenkpfannenabschnitt (15), wherein the condyle portion (9) and the Gelenkpfannenabschnitt (15) engage with each other and together form a ball joint (19) such that the condyle portion (9) and the Gelenkpfannenabschnitt (15) form fit into each other be held and can not be separated from each other. The object to provide a tubular connecting piece with a ball joint (19), which is possible easy to produce and as resilient and reliable as possible and can be deflected over the largest possible angular range, is achieved in that at least the joint socket portion (15) with a 3D Printing method is made so that it is designed as a one-piece, connectionless structure.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein rohrförmiges Verbindungsstück zur Verbindung zweier Rohrelemente, ein Rohrsystem mit einem solchen Verbindungsstück sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbindungsstücks. The present invention relates to a tubular connecting piece for connecting two pipe elements, a pipe system with such a connecting piece and a method for producing such a connecting piece.

Das Verbindungsstück weist ein erstes rohrförmiges Verbindungsteil und ein zweites rohrförmiges Verbindungsteil auf, die gelenkig miteinander gekoppelt sind. Das erste Verbindungsteil weist einen ersten Rohrabschnitt und einen Gelenkkopfabschnitt auf. Der erste Rohrabschnitt ist vorzugsweise gerade ausgebildet und kann mit einem ersten Rohrelement verbunden werden oder gemeinsam mit diesem ausgebildet sein. Der Gelenkkopfabschnitt weist eine äußere Oberfläche auf, die zumindest abschnittsweise die Form eines Kugeloberflächensegments aufweist. Das zweite Verbindungsteil weist einen zweiten Rohrabschnitt und einen Gelenkpfannenabschnitt auf. Der zweite Rohrabschnitt ist vorzugsweise gerade ausgebildet und kann mit einem zweiten Rohrelement verbunden werden oder gemeinsam mit diesem ausgebildet sein. Der Gelenkpfannenabschnitt weist eine innere Oberfläche auf, die zumindest abschnittsweise die Form eines Kugeloberflächensegments aufweist. Der Gelenkkopfabschnitt und der Gelenkpfannenabschnitt greifen miteinander ein und bilden zusammen ein Kugelgelenk derart, dass der Gelenkkopfabschnitt und der Gelenkpfannenabschnitt formschlüssig ineinander gehalten werden und nicht voneinander gelöst werden können. The connecting piece has a first tubular connecting part and a second tubular connecting part, which are articulated to one another. The first connection part has a first pipe section and a joint head section. The first pipe section is preferably formed straight and can be connected to a first pipe element or be formed together with this. The condyle portion has an outer surface which at least in sections has the shape of a spherical surface segment. The second connecting part has a second tube section and a socket section. The second pipe section is preferably formed straight and can be connected to a second pipe element or be formed together with this. The joint cup portion has an inner surface which at least partially has the shape of a spherical surface segment. The condyle portion and the socket portion engage with each other and together form a ball joint such that the condyle portion and the socket portion are positively held together and can not be disengaged from each other.

Solche rohrförmigen Verbindungsstücke dienen zur gelenkigen Verbindung zweier Rohrelemente, wie dies beispielsweise im Flugzeugbau häufig erforderlich ist. Verschiedene Rohrsysteme in einem Flugzeug, wie beispielsweise die Kraftstoffleitungen, müssen derart ausgebildet sein, dass sie bestimmte Toleranzen aufgrund der ständigen Vibration und Relativbewegung verschiedener Flugzeugteile ausgleichen können, ohne dabei beschädigt zu werden. Daher werden Verbindungsstücke zweier Rohrelemente häufig mit Kugelgelenken ausgestattet, um auf diese Weise winkelmäßige Toleranzen der beiden Rohrelemente zueinander ausgleichen zu können. Such tubular connecting pieces serve for the articulated connection of two pipe elements, as is often required, for example, in aircraft construction. Various piping systems in an aircraft, such as the fuel lines, must be designed so that they can compensate for certain tolerances due to the constant vibration and relative movement of various aircraft parts, without being damaged. Therefore, connecting pieces of two pipe elements are often equipped with ball joints to compensate in this way angular tolerances of the two pipe elements to each other.

Da der Gelenkkopfabschnitt und der Gelenkpfannenabschnitt solcher Kugelgelenke im montierten Zustand formschlüssig ineinander liegen und nicht voneinander gelöst werden können, tritt bei der Montage die Schwierigkeit auf, den Gelenkkopfabschnitt in den Gelenkpfannenabschnitt einzubringen. Dazu wird der Gelenkpfannenabschnitt üblicherweise in Form zweier Halbschalen bereitgestellt, die dann um den Gelenkkopfabschnitt zusammengefügt und beispielsweise durch eine Schweißnaht miteinander verbunden werden. Alternativ, wie beispielsweise im Flugzeugbereich üblich, kann auch anstelle eines klassischen Gelenkpfannenabschnitts eine Hülse über den Gelenkkopfabschnitt geschoben werden, die anschließend mit Hilfe einer Schelle über dem Gelenkkopfabschnitt fixiert und seitlich abgedichtet wird. Solche bestehenden Konstruktionen des Kugelgelenks mit mehreren Teilen weisen jedoch immer Schwachstellen an den Verbindungen dieser Teile auf, sei es die Schweißnaht oder auch der Verschluss einer Schelle. Außerdem ist der Herstellungs- und Montageprozess relativ aufwendig und die Verbindung muss regelmäßig gewartet werden. Darüber hinaus sind, zumindest was die Konstruktion mit einer Hülse und einer Schelle betrifft, die Winkelbereiche des Gelenks vergleichsweise eingeschränkt.Since the condyle portion and the socket portion of such ball joints in the assembled state are positively in one another and can not be detached from each other, the difficulty arises during assembly to introduce the condyle portion in the joint cup portion. For this purpose, the joint socket portion is usually provided in the form of two half-shells, which are then assembled around the joint head portion and connected to each other for example by a weld. Alternatively, as is usual, for example, in the aircraft sector, instead of a conventional joint socket section, a sleeve can be pushed over the joint head section, which is then fixed by means of a clamp over the joint head section and laterally sealed. However, such existing designs of the ball joint with multiple parts always have weak points on the connections of these parts, be it the weld or the closure of a clamp. In addition, the manufacturing and assembly process is relatively expensive and the connection must be maintained regularly. In addition, at least as regards the construction with a sleeve and a clamp, the angular ranges of the joint are comparatively limited.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein rohrförmiges Verbindungsstück mit einem Kugelgelenk bereitzustellen, das möglich einfach herstellbar ist und dabei möglichst widerstandsfähig und verlässlich ist und über einen möglichst großen Winkelbereich ausgelenkt werden kann.Therefore, it is the object of the present invention to provide a tubular connector with a ball joint, which is possible easy to manufacture and is as resistant and reliable as possible and can be deflected over the largest possible angular range.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zumindest der Gelenkpfannenabschnitt mit einem 3D-Druckverfahren hergestellt ist, so dass dieser vorzugsweise ein lasergesintertes Material aufweist und als einteilige, verbindungslose Struktur ausgebildet ist. Mit einem 3D-Druckverfahren ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung jedes Verfahren gemeint, bei dem Dreidimensionale Strukturen durch Härtungs- oder Schmelzverfahren schichtweise aufgebaut werden, insbesondere Partikel eines Materials oder eine Flüssigkeit schichtweise aufgetragen und anschließend gehärtet werden, d.h. in einen festen, zusammenhängenden Zustand überführt werden. Ein Synonym für 3D-Druckverfahren sind Additive Layer Manufacturing (ALM) Verfahren. Mit einer einteiligen, verbindungslosen Struktur ist gemeint, dass die Struktur nicht nur in einem zusammenhängenden Stück vorliegt, sondern auch keine Verbindungsstellen wie beispielsweise Schweißnähte aufweist. Mit einem 3D-Druckverfahren ist eine solche einteilige verbindungslose Struktur des Gelenkpfannenabschnitts herstellbar. Das bei dem 3D-Druckverfahren vorzugsweise in Partikelform schichtweise aufgebaute Material wird zur Härtung anschließend vorzugsweise lasergesintert, was bedeutet, dass durch Lasereinwirkung die Pulverform der Partikel in eine zusammenhängende, feste Form umgewandelt wird. Andere Härtungs- oder Schmelzverfahren, wie beispielsweise das Laserschmelzen oder das Elektronenstrahlschmelzen, sind jedoch auch möglich. This object is achieved in that at least the joint socket portion is produced with a 3D printing method, so that it preferably has a laser-sintered material and is formed as a one-piece, connectionless structure. In the context of the present invention, a 3D printing process means any process in which three-dimensional structures are built up by curing or melting processes in layers, in particular particles of a material or a liquid are applied in layers and then cured, i. be converted into a fixed, contiguous state. A synonym for 3D printing processes are additive layer manufacturing (ALM) processes. By a one-piece, connectionless structure, it is meant that the structure is not only in a contiguous piece but also has no joints such as welds. With a 3D printing method, such a one-piece connectionless structure of the joint socket section can be produced. The material which is preferably layered in the form of a particle in the 3D printing process is then preferably laser-sintered for curing, which means that the powder form of the particles is converted into a coherent, solid form by laser action. However, other curing or melting processes, such as laser melting or electron beam melting, are also possible.

Ein solcher mit einem 3D-Druckverfahren hergestellter Gelenkpfannenabschnitt kann also einteilig ohne Schweißnähte oder sonstige Verbindungsstellen gebildet sein und sich dennoch um den Gelenkkopfabschnitt in formschlüssiger Weise herum erstrecken und diesen unlösbar halten, was bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verbindungsstücken nicht möglich ist. Durch seine einteilige, verbindungslose Struktur ist der Gelenkpfannenabschnitt besonders fest und stabil und daher verlässlich, weswegen der Inspektions- und Wartungsaufwand verringert werden kann. Gleichzeitig ist die Herstellung bzw. Montage des Verbindungsstücks vergleichsweise einfach, da nicht verschiedene Komponenten und deren Verbindungen berücksichtigt werden müssen. Außerdem kann ein durch 3D-Druckverfahren hergestellter Gelenkpfannenabschnitt so hergestellt werden, dass dieser einen deutlich größeren Winkelbereich des Kugelgelenks ermöglicht, wodurch die Leistung des Verbindungsstücks erhöht wird.Such a joint socket section produced by means of a 3D printing method can thus be formed in one piece without welding seams or other connection points and nevertheless around the joint head section in a form-fitting manner extend and hold this insoluble, which is not possible in the known from the prior art connectors. Due to its one-piece, connectionless structure of the joint socket section is particularly strong and stable and therefore reliable, so the inspection and maintenance costs can be reduced. At the same time, the manufacture or assembly of the connecting piece is comparatively simple, since it is not necessary to consider different components and their connections. In addition, a hinge cup portion made by 3D printing can be made to allow a much wider angular range of the ball joint, thereby increasing the performance of the connector.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird nicht nur der Gelenkpfannenabschnitt sondern das gesamte zweite Verbindungsteil mit einem 3D-Druckverfahren hergestellt, so dass dieses ein vorzugsweise lasergesintertes Material aufweist und als einteilige, verbindungslose Struktur ausgebildet ist. Der zweite Rohrabschnitt ist also gemeinsam mit dem Gelenkpfannenabschnitt in integraler Weise durch ein 3D-Druckverfahren gebildet. Dadurch kann die Herstellung des Verbindungsstücks vereinfacht und beschleunigt werden. In a preferred embodiment, not only the joint socket portion but the entire second connection part is manufactured with a 3D printing process, so that this has a preferably laser-sintered material and is formed as a one-piece, connectionless structure. The second pipe section is thus formed together with the joint socket section in an integral manner by a 3D printing process. Thereby, the production of the connector can be simplified and accelerated.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist auch das erste Verbindungsteil mit einem 3D-Druckverfahren hergestellt, so dass dieses ein vorzugsweise lasergesintertes Material aufweist und als einteilige, verbindungslose Struktur ausgebildet ist. Auf diese Weise kann das gesamte Verbindungsstück durch ein 3D-Druckverfahren hergestellt sein, wodurch eine besonders einfache und schnelle Herstellung ermöglicht wird.In a further preferred embodiment, the first connecting part is also produced with a 3D printing method, so that it has a preferably laser-sintered material and is formed as a one-piece, connectionless structure. In this way, the entire connector can be made by a 3D printing process, whereby a particularly simple and fast production is possible.

In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der äußeren Oberfläche des Gelenkkopfabschnitts und der inneren Oberfläche des Gelenkpfannenabschnitts ein erster Radialspalt vorgesehen. In diesem ersten Radialspalt wiederum ist eine Gelenkdichtung vorgesehen. Der erste Radialspalt, so klein er auch sein mag, ist erforderlich, um den Gelenkpfannenabschnitt gegenüber dem Gelenkkopfabschnitt bewegen zu können. Die Gelenkdichtung dichtet dabei den ersten Radialspalt ab, damit Fluid aus dem Rohr nicht durch den ersten Radialspalt austreten kann. In yet another preferred embodiment, a first radial gap is provided between the outer surface of the condyle portion and the inner surface of the acetabular cup portion. In turn, a joint seal is provided in this first radial gap. The first radial gap, small as it may be, is required to move the socket portion relative to the condyle portion. The joint seal seals off the first radial gap, so that fluid can not escape from the pipe through the first radial gap.

Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Gelenkdichtung mit einem 3D-Druckverfahren herstellt ist, so dass diese ein vorzugsweise lasergesintertes Material aufweist und als einteiliges, verbindungsloses Element ausgebildet ist. Die Radialdichtung kann dabei beispielsweise an die äußere Oberfläche des Gelenkkopfabschnitts oder an die innere Oberfläche des Gelenkpfannenabschnitts aufgedruckt werden. Die Gelenkdichtung weist vorzugsweise ein elastisches Material auf, so dass diese auch bei einer Relativbewegung von Gelenkpfannenabschnitt und Gelenkkopfabschnitt an der inneren Oberfläche des Gelenkpfannenabschnitts wie auch an der äußeren Oberfläche des Gelenkkopfabschnitts anliegt. Eine mit 3D-Druckverfahren hergestellte Gelenkdichtung kann besonders präzise in den ersten Radialspalt eingebracht werden, was sonst aufgrund der geringen Abmessung des ersten Radialspalts äußerst kompliziert ist. Außerdem kann die Gelenkdichtung zusammen mit dem ersten und zweiten Verbindungsteil in einem Vorgang hergestellt werden.It is particularly preferred if the joint seal is produced by a 3D printing process, so that it has a preferably laser-sintered material and is formed as a one-piece, connectionless element. The radial seal can be printed, for example, on the outer surface of the condyle portion or on the inner surface of the socket portion. The joint seal preferably has an elastic material so that it rests against the inner surface of the joint socket section as well as on the outer surface of the joint head section, even during a relative movement of the joint socket section and joint head section. A joint seal produced by means of 3D printing can be introduced particularly precisely into the first radial gap, which is otherwise extremely complicated due to the small dimension of the first radial gap. In addition, the joint seal can be manufactured together with the first and second connecting part in one operation.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der erste Rohrabschnitt und/oder der zweite Rohrabschnitt ein axiales Toleranzausgleichselement auf. Mit einem solchen axialen Toleranzausgleichselement können zusätzlich zu den winkelmäßigen Toleranzen, die durch das Kugelgelenk ausgeglichen werden, auch Toleranzen in axialer Richtung des Verbindungsstücks ausgeglichen werden.According to a preferred embodiment, the first pipe section and / or the second pipe section on an axial tolerance compensation element. With such an axial tolerance compensation element tolerances in the axial direction of the connector can be compensated in addition to the angular tolerances, which are compensated by the ball joint.

Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn das axiale Toleranzausgleichselement einen ersten geraden Abschnitt und einen dazu parallelen, insbesondere konzentrisch um diesen herum oder in diesem angeordneten, zweiten geraden Abschnitt aufweist. Der erste und der zweite gerade Abschnitt sind dabei zur Ausführung einer linearen Relativbewegung gegenübereinander ausgebildet, wobei die lineare Relativbewegung vorzugsweise parallel zu einer Mittelachse des ersten oder zweiten Rohrabschnitts erfolgt. Entweder der erste gerade Abschnitt ist dabei mit dem Gelenkkopfabschnitt verbunden und der zweite gerade Abschnitt ist zur Verbindung mit einem ersten Rohrelement vorgesehen, oder der erste gerade Abschnitt ist mit dem Gelenkpfannenabschnitt verbunden und der zweite gerade Abschnitt ist zur Verbindung mit einem zweiten Rohrelement vorgesehen. Auf diese Weise ist ein besonders einfaches und verlässliches Toleranzausgleichselement gebildet, das sowohl an dem ersten Verbindungsteil als auch an dem zweiten Verbindungsteil vorgesehen sein kann.It is particularly preferred if the axial tolerance compensation element has a first straight portion and a parallel thereto, in particular concentrically arranged around this or arranged in this, second straight portion. The first and the second straight section are designed to execute a linear relative movement with respect to one another, wherein the linear relative movement is preferably carried out parallel to a central axis of the first or second pipe section. Either the first straight section is connected to the condyle section and the second straight section is provided for connection to a first tube element, or the first straight section is connected to the socket section and the second straight section is provided for connection to a second tube element. In this way, a particularly simple and reliable tolerance compensation element is formed, which may be provided both on the first connecting part and on the second connecting part.

Besonders bevorzugt ist es ferner, wenn zwischen dem ersten und dem zweiten geraden Abschnitt ein zweiter Radialspalt vorgesehen ist und wenn in dem zweiten Radialspalt eine Elementdichtung vorgesehen ist. Eine solche Elementdichtung dichtet das axiale Toleranzausgleichselement zwischen dem ersten und zweiten geraden Abschnitt ab, so dass Fluid aus dem Verbindungsstück nicht durch das axiale Toleranzausgleichselement nach außen dringen kann.It is further particularly preferred if a second radial gap is provided between the first and the second straight section and if an element seal is provided in the second radial gap. Such an element seal seals the axial tolerance compensation element between the first and second straight sections so that fluid from the connector can not escape through the axial tolerance compensation element.

Die Elementdichtung ist dabei vorzugsweise mit einem 3D-Druckverfahren hergestellt, so dass diese ein vorzugsweise lasergesintertes Material aufweist und als einteiliges, verbindungsloses Element ausgebildet ist. Die Elementdichtung kann dabei entweder an einer äußeren Oberfläche des ersten geraden Abschnitts oder an einer inneren Oberfläche des zweiten geraden Abschnitts aufgedruckt werden. Eine 3D-gedruckte Elementdichtung ist besonders vorteilhaft, da sie in den zweiten Radialspalt, der besonders geringe Abmessungen haben kann, besonders präzise eingebracht werden kann. Außerdem kann die Elementdichtung in einem gemeinsamen 3D-Druckprozess mit dem ersten Verbindungsteil und dem zweiten Verbindungsteil hergestellt werden.The element seal is preferably produced with a 3D printing process, so that this is a preferably laser-sintered material has and is designed as a one-piece, connectionless element. The element seal can be printed either on an outer surface of the first straight section or on an inner surface of the second straight section. A 3D printed element seal is particularly advantageous since it can be introduced particularly precisely into the second radial gap, which can have particularly small dimensions. In addition, the element seal can be made in a common 3D printing process with the first connection part and the second connection part.

Ferner ist es besonders bevorzugt, wenn an dem ersten geraden Abschnitt oder an dem zweiten geraden Abschnitt ein erstes Anschlagelement vorgesehen ist, das die lineare Relativbewegung des ersten und zweiten geraden Abschnitts in eine erste Richtung begrenzt. Vorzugsweise ist dabei an dem ersten geraden Abschnitt oder an dem zweiten geraden Abschnitt ein zweites Anschlagelement vorgesehen, das die lineare Relativbewegung des ersten und zweiten geraden Abschnitts in eine der ersten Richtung gegenüberliegende zweite Richtung begrenzt. Furthermore, it is particularly preferred if a first stop element is provided on the first straight section or on the second straight section, which limits the relative linear movement of the first and second straight sections in a first direction. Preferably, a second stop element is provided on the first straight section or on the second straight section, which limits the relative linear movement of the first and second straight sections in a second direction opposite to the first direction.

Mit dem ersten und zweiten Anschlagelement wird die lineare Relativbewegung des axialen Toleranzausgleichselements in die erste Richtung und in die zweite Richtung begrenzt, um den ersten und zweiten geraden Abschnitt nicht voneinander zu lösen. Gleichzeitig bedeutet dies jedoch auch, dass der erste und zweite gerade Abschnitt zwar in dem vorgegebenen Bereich gegenübereinander bewegt werden können, jedoch nicht voneinander gelöst werden können. Aus diesem Grund ist es besonders vorteilhaft, wenn auch das axiale Toleranzausgleichselement durch ein 3D-Druckverfahren hergestellt ist, da der erste und zweite gerade Abschnitt auf diese Weise direkt in unlösbarem Eingriff miteinander gedruckt werden können und keine Teile davon umgeformt oder zusammengefügt werden müssen, wenn die beiden Abschnitte in Eingriff gebracht werden sollen.With the first and second stopper members, the linear relative movement of the axial tolerance compensating member in the first direction and the second direction is limited so as not to disengage the first and second straight portions from each other. At the same time, however, this also means that the first and second straight sections can indeed be moved in the predetermined area relative to one another, but can not be detached from one another. For this reason, it is particularly advantageous if the axial tolerance compensation element is also produced by a 3D printing method, since the first and second straight sections can be printed directly in intractable engagement with each other and no parts thereof have to be reshaped or joined together the two sections should be engaged.

Die Elementdichtung ist dabei vorzugsweise zwischen dem ersten und zweiten Anschlagelement vorgesehen. Dadurch ist es besonders vorteilhaft, wenn sowohl die Elementdichtung als auch der erste und zweite gerade Abschnitt mit einem 3D-Druckverfahren hergestellt ist, da die Elementdichtung andernfalls nicht zwischen die geraden Abschnitte und die beiden Anschlagelemente eingebracht werden könnte.The element seal is preferably provided between the first and second stop element. This makes it particularly advantageous if both the element seal and the first and second straight portion is made with a 3D printing process, since otherwise the element seal could not be introduced between the straight sections and the two stop elements.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verbindungsstück doppelwandig ausgebildet, das heißt, es weist eine Innenwand und eine konzentrisch um die Innenwand verlaufende Außenwand auf. Dabei umgibt die Innenwand einen Innenkanal und zwischen der Innenwand und der Außenwand ist ein Außenkanal gebildet, so dass durch den Außenkanal und den Innenkanal unabhängig voneinander Fluid transportiert werden kann. According to a further preferred embodiment, the connecting piece is double-walled, that is, it has an inner wall and an outer wall extending concentrically around the inner wall. In this case, the inner wall surrounds an inner channel and an outer channel is formed between the inner wall and the outer wall, so that fluid can be transported independently of one another through the outer channel and the inner channel.

Dabei weist das erste Verbindungsteil als Teil der Innenwand einen ersten Innenwandteil und als Teil der Außenwand einen ersten Außenwandteil auf. Ferner weist das zweite Verbindungsteil als Teil der Innenwand einen zweiten Innenwandteil und als Teil der Außenwand einen zweiten Außenwandteil auf. Der Gelenkkopfabschnitt weist als Teil des ersten Innenwandteils einen inneren Kopfteil und als Teil des ersten Außenwandteils einen äußeren Kopfteil auf. Der Gelenkpfannenabschnitt weist als Teil des zweiten Innenwandteils einen inneren Pfannenteil und als Teil des zweiten Außenwandteils einen äußeren Pfannenteil auf. In this case, the first connection part as part of the inner wall has a first inner wall part and, as part of the outer wall, a first outer wall part. Furthermore, the second connecting part has, as part of the inner wall, a second inner wall part and, as part of the outer wall, a second outer wall part. The condyle portion has as part of the first inner wall part an inner head part and as part of the first outer wall part an outer head part. The socket portion has as part of the second inner wall part an inner socket part and as part of the second outer wall part an outer socket part.

Dabei greifen der innere Kopfteil mit dem inneren Pfannenteil und der äußeren Kopfteil mit dem äußeren Pfannenteil ein und bilden zusammen das Kugelgelenk. Vorzugsweise sind außerdem Gelenkdichtungen zwischen dem inneren Kopfteil und dem inneren Pfannenteil sowie zwischen dem äußeren Kopfteil und dem äußeren Pfannenteil vorgesehen, die vorzugsweise mit einem 3D-Druckverfahren hergestellt sind. Ferner können vorzugsweise axiale Toleranzausgleichselemente an dem ersten Innenwandteil und an dem ersten Außenwandteil und/oder an dem zweiten Innenwandteil und an dem zweiten Außenwandteil vorgesehen sein. In this case, the inner head part engage with the inner socket part and the outer head part with the outer socket part and together form the ball joint. Preferably, joint seals are also provided between the inner header and the inner cup member and between the outer header and the outer cup member, which are preferably made by a 3D printing process. Furthermore, axial tolerance compensation elements may preferably be provided on the first inner wall part and on the first outer wall part and / or on the second inner wall part and on the second outer wall part.

Mit einem solchen doppelwandigen Rohr kann z.B. sichergestellt werden, dass ein Fluid, wie beispielsweise Kraftstoff, bei einem Leck in der Innenwand nur in den Außenkanal austritt und nicht das Verbindungsstück oder die daran angeschlossenen Rohrelemente verlässt. Ein solches doppelwandiges Verbindungsstück kann besonders vorteilhaft mit einem 3D-Druckverfahren hergestellt werden, da es eine Vielzahl von miteinander eingreifenden, nicht voneinander lösbar ausgebildeten Bestandteilen aufweist, ebenso wie eine Vielzahl von Dichtungen, die auf andere Weise nicht oder nur sehr schwer hergestellt werden könnten.With such a double-walled tube, e.g. to ensure that a fluid, such as fuel, in case of a leak in the inner wall exits only in the outer channel and does not leave the connector or the pipe elements connected thereto. Such a double-walled connector can be made particularly advantageous with a 3D printing method, since it has a plurality of intermeshing, not mutually releasable components, as well as a variety of seals that could not otherwise or only with difficulty be made.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Rohrsystem mit einem Rohrelement und einem mit dem Rohrelement verbundenen Verbindungsstück gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Die im Zusammenhang mit dem Verbindungsstück genannten Merkmale, Erläuterungen und Vorteile gelten gleichermaßen für das Rohrsystem. An dem Rohrelement und/oder an dem Verbindungsstück ist vorzugsweise mindestens eine Halterung zur Befestigung des Rohrsystems vorgesehen. Die Halterung weist vorzugsweise ein Halterungskugelgelenk und/oder ein axiales Halterungstoleranzausgleichselement auf, um die Bewegung des Rohrsystems ausgleichen zu können. Die Halterung ist vorzugsweise mit einem 3D-Druckverfahren hergestellt, so dass diese ein vorzugsweise lasergesintertes Material aufweist und als einteilige verbindungslose Struktur ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Halterung zusammen mit dem Verbindungsstück und/oder dem Rohrelement in einem gemeinsamen 3D-Druckprozess hergestellt ist. Auf diese Weise kann die Herstellung des Rohrsystems beschleunigt werden und komplizierte ineinanderliegende Strukturen wie das Halterungskugelgelenk und das axiale Halterungstoleranzausgleichselement können durch das 3D-Druckverfahren einteilig ausgebildet werden.Another aspect of the present invention relates to a pipe system having a pipe member and a connecting piece connected to the pipe member according to one of the embodiments described above. The mentioned in connection with the connector features, explanations and benefits apply equally to the pipe system. At least one support for fastening the pipe system is preferably provided on the pipe element and / or on the connecting piece. The bracket preferably has a support ball joint and / or an axial support tolerance compensation element to control the movement of the To be able to compensate the pipe system. The holder is preferably made with a 3D printing process, so that it has a preferably laser-sintered material and is formed as a one-piece connectionless structure. It is particularly preferred if the holder is produced together with the connecting piece and / or the tube element in a common 3D printing process. In this way, the production of the pipe system can be accelerated and complicated interlocking structures such as the support ball joint and the axial support tolerance compensation element can be integrally formed by the 3D printing process.

Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsstücks nach einer zuvor beschriebenen Ausführungsform. Bei dem Verfahren wird zumindest der Gelenkpfannenabschnitt, vorzugsweise jedoch das gesamte erste Verbindungsteil, weiter bevorzugt das gesamte Verbindungsstück, mit einem 3D-Druckverfahren unter Einsatz einer 3D-Druckvorrichtung hergestellt. Die im Zusammenhang mit dem Verbindungsstück genannten Merkmale, Erläuterungen und Vorteile gelten gleichermaßen für das Verfahren zur Herstellung des Verbindungsstücks.Yet another aspect of the present invention relates to a method of manufacturing a connector according to a previously described embodiment. In the method, at least the joint socket section, but preferably the entire first connection part, more preferably the entire connection piece, is produced with a 3D printing method using a 3D printing device. The mentioned in connection with the connector features, explanations and advantages apply equally to the method for manufacturing the connector.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die 3D-Druckvorrichtung als ein Multimaterialdrucker ausgebildet, der eingerichtet ist, um mindestens zwei verschiedene Materialien gleichzeitig zu drucken. Ein Material kann dabei beispielsweise das Material des ersten und/oder zweiten Verbindungsteils sein, zum Beispiel ein Metall, und das zweite Material kann dabei beispielsweise das Material der Gelenkdichtung sein, zum Beispiel ein Kunststoff. Das Verbindungsstück wird dabei vorzugsweise querschnittsweise entweder entlang seiner Mittelachse oder parallel zu seiner Mittelachse gedruckt. Das bedeutet, dass das Verbindungsstück entweder entlang seiner Mittelachse oder parallel zu seiner Mittelachse Querschnitt für Querschnitt nacheinander aufgebaut wird, wobei auch unterschiedliche Materialien in einem Druckvorgang aus der 3D-Druckvorrichtung aufgebracht werden, wenn der jeweilige Querschnitt verschiedene Materialien vorsieht. Ein solches Druckverfahren mit einem Multimaterialdrucker stellt eine besonders einfache und schnelle Herstellungsweise des Verbindungsstücks dar.In a preferred embodiment, the 3D printing device is configured as a multi-material printer configured to simultaneously print at least two different materials. A material may be, for example, the material of the first and / or second connecting part, for example a metal, and the second material may be, for example, the material of the joint seal, for example a plastic. The connector is preferably printed cross-sectionally either along its central axis or parallel to its central axis. This means that the connecting piece is constructed successively cross-sectionally, either along its central axis or parallel to its central axis, wherein different materials are also applied in a printing operation from the 3D printing device, if the respective cross-section provides different materials. Such a printing method with a multi-material printer represents a particularly simple and rapid method of manufacturing the connector.

In einer alternativen Ausführungsform, bei der nicht notwendigerweise ein Multimaterialdrucker eingesetzt werden muss, wird zunächst der Gelenkkopfabschnitt, vorzugsweise das gesamte erste Verbindungsteil, bereitgestellt. Dies kann durch ein 3D-Druckverfahren hergestellt sein, kann jedoch auch auf andere Weise hergestellt sein. Anschließend wird der Gelenkpfannenabschnitt, vorzugsweise das gesamte zweite Verbindungsteil, um den Gelenkkopfabschnitt beziehungsweise um das erste Verbindungsteil herum gedruckt, das heißt, mit einem 3D-Druckverfahren aufgebracht. Vorzugsweise wird vor dem Drucken des Gelenkpfannenabschnitts noch die Gelenkdichtung auf den Gelenkkopfabschnitt aufgebracht, was vorzugsweise ebenfalls durch ein 3D-Druckverfahren erfolgt. Auf diese Weise muss der Gelenkkopfabschnitt nicht zwangsläufig mit dem Gelenkpfannenabschnitt mitgedruckt werden, sondern kann auch im Vorhinein auf andere Art und Weise hergestellt werden und anschließend bereitgestellt werden, um mit dem Gelenkpfannenabschnitt umdruckt zu werden. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn die Herstellung des Gelenkkopfabschnitts geringere Bedeutung hat oder ausgelagert werden soll. In an alternative embodiment, in which a multi-material printer does not necessarily have to be used, firstly the joint head section, preferably the entire first connection part, is provided. This may be made by a 3D printing process, but may be made in other ways. Subsequently, the joint socket section, preferably the entire second connection part, is printed around the joint head section or around the first connection part, that is, applied with a 3D printing method. Preferably, the joint seal is applied to the joint head portion before printing the joint socket portion, which is preferably also done by a 3D printing process. In this way, the condyle portion does not necessarily have to be co-printed with the acetabulum portion, but may also be prepared in advance in a different manner and subsequently provided to be overprinted with the acetabular cup portion. This may be advantageous, for example, if the production of the condyle section has less importance or should be outsourced.

Bei dieser Alternative des Verfahrens ist es besonders bevorzugt, wenn der Gelenkkopfabschnitt rotiert wird, während der Gelenkpfannenabschnitt um diesen herum gedruckt wird. Vorzugsweise wird das erste Verbindungsteil rotiert und das zweite Verbindungsteil wird um dieses herum gedruckt. Auf diese Weise können rotationssymmetrische Verbindungsstücke ähnlich wie in einem Drehverfahren durch eine Rotation des als Unterlage dienenden Gelenkpfannenabschnitts oder ersten Verbindungsteils um diesen oder dieses herum aufgebaut werden, ohne dass die 3D-Druckvorrichtung dafür selbst rotiert werden müsste. Lediglich eine Linearbewegung der 3D-Druckvorrichtung wäre hierfür erforderlich. Dies stellt somit ein besonders einfaches Verfahren dar.In this alternative of the method, it is particularly preferred if the condyle portion is rotated while the socket portion is being printed around it. Preferably, the first connection part is rotated and the second connection part is printed around it. In this way, rotationally symmetrical connecting pieces can be constructed around this or this in a similar manner as in a turning method by a rotation of the supporting base socket section or first connecting part, without the 3D printing device itself having to be rotated for this purpose. Only a linear movement of the 3D printing device would be required for this. This therefore represents a particularly simple method.

Bei dieser Alternative des Verfahrens ist es auch bevorzugt, wenn das Verbindungsstück sequenziell gedruckt wird. Dabei wird zunächst das erste Verbindungsteil, insbesondere der Gelenkkopfabschnitt, mit einer ersten 3D-Druckvorrichtung, d.h. einem ersten Druckkopf, zum Beispiel querschnittsweise entlang seiner Mittelachse gedruckt, wobei entweder das erste Verbindungsteil rotiert wird oder die erste 3D-Druckvorrichtung um das erste Verbindungsteil herum rotiert wird. Anschließend wird das fertiggestellte erste Verbindungsteil vorzugsweise parallel seiner Mittelachse aus dem Pulverbett der ersten 3D-Druckvorrichtung angehoben, d.h. hinausbewegt, wonach von einer zweiten 3D-Druckvorrichtung, d.h. einem zweiten Druckkopf, die Gelenkdichtung und ggf. die Elementdichtung an die äußere Oberfläche des ersten Verbindungsteils aufgedruckt wird, wobei entweder das erste Verbindungsteil rotiert wird oder die zweite 3D-Druckvorrichtung um das erste Verbindungsteil herum rotiert wird. Daraufhin wird das erste Verbindungsteil mit der daran vorgesehenen Gelenkdichtung und ggf. Elementdichtung vorzugsweise parallel seiner Mittelachse wieder in das Pulverbett abgesenkt, d.h. in seine Ausgangsposition bewegt, wonach von der ersten 3D-Druckvorrichtung, d.h. dem ersten Druckkopf, das zweite Verbindungsteil, insbesondere der Gelenkpfannenabschnitt, um das erste Verbindungsteil herum gedruckt wird, wobei entweder das zweite Verbindungsteil rotiert wird oder die erste 3D-Druckvorrichtung um das zweite Verbindungsteil herum rotiert wird.In this alternative of the method, it is also preferable if the connector is printed sequentially. In this case, first the first connecting part, in particular the condyle portion, with a first 3D printing device, ie a first print head, for example, printed cross-section along its central axis, wherein either the first connection part is rotated or the first 3D printing device rotates around the first connection part becomes. Subsequently, the finished first connecting part is preferably raised parallel to its central axis from the powder bed of the first 3D printing device, that is moved out, then from a second 3D printing device, ie a second print head, the joint seal and possibly the element seal to the outer surface of the first connecting part is printed, wherein either the first connection part is rotated or the second 3D printing device is rotated around the first connection part around. Then, the first connecting part with the joint seal provided thereon and optionally element seal is preferably lowered parallel to its central axis back into the powder bed, ie moved to its original position, after which of the first 3D printing device, ie the first print head, the second connecting part, in particular the joint socket section , around the first connection part is printed around, wherein either the second connection part is rotated or the first 3D printing device is rotated around the second connection part.

Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt inIn the following, various embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to a drawing. The drawing shows in

1 ein ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verbindungsstücks in einwandiger Bauweise, 1 a first embodiment of the connecting piece according to the invention in single-walled construction,

2 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verbindungsstücks in doppelwandiger Bauweise und 2 A second embodiment of the connector according to the invention in a double-walled construction and

3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rohrsystems mit Verbindungsstücken aus 1 dargestellt. 3 an embodiment of the pipe system according to the invention with connectors from 1 shown.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen rohrförmigen Verbindungsstücks 1 zur Verbindung zweier Rohrelemente (nicht gezeigt) dargestellt. Das Verbindungsstück weist ein rohrförmiges erstes Verbindungsteil 3 und ein rohrförmiges zweites Verbindungsteil 5 auf. In 1 is a first embodiment of the tubular connector according to the invention 1 for connecting two pipe elements (not shown) shown. The connecting piece has a tubular first connecting part 3 and a tubular second connection part 5 on.

Das erste Verbindungsteil 3 weist einen ersten Rohrabschnitt 7 zur Verbindung mit einem ersten Rohrelement und anschließend an den ersten Rohrabschnitt 7 einen Gelenkkopfabschnitt 9 auf, dessen äußere Oberfläche 11 zumindest abschnittsweise die Form eines Kugeloberflächensegments aufweist. Das zweite Verbindungsteil 5 weist einen zweiten Rohrabschnitt 13 zur Verbindung mit einem zweiten Rohrelement und anschließend an dem zweiten Rohrabschnitt 13 einen Gelenkpfannenabschnitt 15 auf, dessen innere Oberfläche 17 zumindest abschnittsweise die Form eines Kugeloberflächensegments aufweist und der äußeren Oberfläche 11 des Gelenkkopfabschnitts 9 zumindest abschnittsweise entspricht. Der Gelenkkopfabschnitt 9 und der Gelenkpfannenabschnitt 15 greifen miteinander ein und bilden zusammen ein Kugelgelenk 19, wobei der Gelenkkopfabschnitt 9 und der Gelenkpfannenabschnitt 15 formschlüssig ineinander gehalten werden und nicht voneinander gelöst werden können. The first connection part 3 has a first pipe section 7 for connection to a first pipe element and then to the first pipe section 7 a condyle section 9 on, its outer surface 11 at least in sections has the shape of a spherical surface segment. The second connecting part 5 has a second pipe section 13 for connection to a second pipe element and then to the second pipe section 13 a socket portion 15 on, its inner surface 17 at least in sections has the shape of a spherical surface segment and the outer surface 11 of the condyle section 9 at least in sections corresponds. The condyle section 9 and the socket portion 15 engage with each other and together form a ball joint 19 , wherein the condyle section 9 and the socket portion 15 are positively held together and can not be detached from each other.

Sowohl das erste Verbindungsteil 3 mit dem Gelenkkopfabschnitt 9 als auch das zweite Verbindungsteil 5 mit dem Gelenkpfannenabschnitt 15 sind mit einem 3D-Druckverfahren hergestellt, so dass diese ein lasergesintertes Material, im vorliegenden Fall ein Metall, aufweisen und als einteilige, verbindungslose Struktur ohne Schweißnähte oder andere Verbindungsstellen ausgebildet sind.Both the first connection part 3 with the condyle section 9 as well as the second connecting part 5 with the socket portion 15 are manufactured with a 3D printing process, so that they have a laser sintered material, in the present case a metal, and are formed as a one-piece, connectionless structure without welds or other joints.

Zwischen der äußeren Oberfläche 11 des Gelenkkopfabschnitts 9 und der inneren Oberfläche 17 des Gelenkpfannenabschnitts 15 ist ein erster Radialspalt 21 vorgesehen, in dem eine Gelenkdichtung 23 vorgesehen ist. Die Gelenkdichtung 23 ist ebenfalls mit einem 3D-Druckverfahren hergestellt, so dass diese ein lasergesintertes Material, im vorliegenden Fall ein Kunststoffmaterial, aufweist und als einteiliges, verbindungsloses Element ausgebildet ist. Die Gelenkdichtung 23 ist dabei an der äußeren Oberfläche 11 des Gelenkkopfabschnitts 9 aufgedruckt und kontaktiert die innere Oberfläche 17 des Gelenkspfannenabschnitts 15. Between the outer surface 11 of the condyle section 9 and the inner surface 17 of the socket section 15 is a first radial gap 21 provided in which a joint seal 23 is provided. The joint seal 23 is also manufactured with a 3D printing process, so that it has a laser-sintered material, in the present case a plastic material, and is formed as a one-piece, connectionless element. The joint seal 23 is on the outer surface 11 of the condyle section 9 imprinted and contacted the inner surface 17 the Gelenkspfannenabschnitts 15 ,

Der zweite Rohrabschnitt 13 weist ferner ein axiales Toleranzausgleichselement 25 auf mit einem ersten geraden Abschnitt 27 und einem dazu parallelen, konzentrisch in diesem vorgesehenen zweiten geraden Abschnitt 29. Der erste und der zweite gerade Abschnitt 27, 29 sind zur Ausführung einer linearen Relativbewegung gegenüber einander und parallel zur Mittelachse 31 des zweiten Rohrabschnitts 13 ausgebildet. Der erste gerade Abschnitt 27 ist dabei mit dem Gelenkpfannenabschnitt 15 verbunden und der zweite gerade Abschnitt 29 ist zur Verbindung mit dem zweiten Rohrelement vorgesehen. Zwischen dem ersten und dem zweiten geraden Abschnitt 27, 29 ist ein zweiter Radialspalt 33 vorgesehen, in dem wiederum eine Elementdichtung 35 vorgesehen ist, welche ebenfalls mit einem 3D-Druckverfahren hergestellt ist, so dass diese ein lasergesintertes Material aufweist und als einteiliges, verbindungsloses Element ausgebildet ist. Ferner sind an dem ersten geraden Abschnitt 27 ein erstes Anschlagelement 37 und ein zweites Anschlagelement 39 vorgesehen. Das erste Anschlagelement 37 begrenzt die lineare Relativbewegung des ersten und zweiten geraden Abschnitts 27, 29 in eine erste Richtung 41 parallel zur Mittelachse 31 des zweiten Rohrabschnitts 13, und das zweite Anschlagelement 39 begrenzt die lineare Relativbewegung des ersten und zweiten geraden Abschnitts 27, 29 in eine der ersten Richtung 41 gegenüberliegende zweite Richtung 43. Die Elementdichtung 35 ist zwischen dem ersten und zweiten Anschlagelement 37, 39 vorgesehen.The second pipe section 13 also has an axial tolerance compensation element 25 on with a first straight section 27 and a parallel thereto, concentrically provided in this second straight section 29 , The first and the second straight section 27 . 29 are for performing a linear relative movement with respect to each other and parallel to the central axis 31 of the second pipe section 13 educated. The first straight section 27 is doing with the joint cup section 15 connected and the second straight section 29 is intended for connection to the second tubular element. Between the first and the second straight section 27 . 29 is a second radial gap 33 provided, in turn, an element seal 35 is provided, which is also made with a 3D printing process, so that it has a laser-sintered material and is formed as a one-piece, connectionless element. Further, on the first straight section 27 a first stop element 37 and a second stop element 39 intended. The first stop element 37 limits the linear relative movement of the first and second straight sections 27 . 29 in a first direction 41 parallel to the central axis 31 of the second pipe section 13 , and the second stop element 39 limits the linear relative movement of the first and second straight sections 27 . 29 in one of the first directions 41 opposite second direction 43 , The element seal 35 is between the first and second stopper member 37 . 39 intended.

In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verbindungsstücks 1 dargestellt, welches sich von dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel in erster Linie dadurch unterscheidet, dass es doppelwandig ausgebildet ist. Aufgrund der vielen Gemeinsamkeiten werden gleiche Bezugszeichen für entsprechende Merkmale verwendet.In 2 is a second embodiment of the connector according to the invention 1 represented, which differs from the in 1 shown embodiment primarily distinguished by the fact that it is double-walled. Because of the many similarities, like reference numerals are used for corresponding features.

Das Verbindungsstück weist eine Innenwand 45 und eine Außenwand 47 auf, welche sich in konzentrischer Weise um die Innenwand 45 erstreckt. Die Innenwand 45 umgibt einen Innenkanal 49, durch den ein erstes Fluid geleitet werden kann. Zwischen der Innenwand 45 und der Außenwand 47 ist ein Außenkanal 51 gebildet, durch den ein zweites Fluid unabhängig von dem ersten Fluid geleitet werden kann. The connector has an inner wall 45 and an outer wall 47 which are concentric around the inner wall 45 extends. The inner wall 45 surrounds an inner channel 49 through which a first fluid can be passed. Between the inner wall 45 and the outer wall 47 is an outdoor channel 51 formed, through which a second fluid can be passed independently of the first fluid.

Das erste Verbindungsteil 3 weist einen ersten Innenwandteil 3a und einen ersten Außenwandteil 3b auf. Das zweite Verbindungsteil 5 weist einen zweiten Innenwandteil 5a und einen zweiten Außenwandteil 5b auf. Die Innenwandteile 3a, 5a sind Teil der Innenwand 45 und die Außenwandteile 3b, 5b sind Teil der Außenwand 47. Der Gelenkkopfabschnitt 9 weist einen inneren Kopfteil 9a und einen äußeren Kopfteil 9b auf. Der Gelenkpfannenabschnitt 15 weist einen inneren Pfannenteil 15a und einen äußeren Pfannenteil 15b auf. Der innere Kopfteil 9a ist Teil des ersten Innenwandteils 3a und der äußere Kopfteil 9b ist Teil des ersten Außenwandteils 3b. Der innere Pfannenteil 15a ist Teil des zweiten Innenwandteils 5a und der äußere Pfannenteil 15b ist Teil des zweiten Außenwandteils 5b. Der innere Kopfteil 9a greift mit dem inneren Pfannenteil 15a und der äußere Kopfteil 9b greift mit dem äußeren Pfannenteil 15b ein und bilden zusammen ein Kugelgelenk 19. The first connection part 3 has a first inner wall part 3a and a first outer wall part 3b on. The second connecting part 5 has a second inner wall part 5a and a second outer wall part 5b on. The inner wall parts 3a . 5a are part of the inner wall 45 and the outer wall parts 3b . 5b are part of the outer wall 47 , The condyle section 9 has an inner headboard 9a and an outer header 9b on. The joint cup section 15 has an inner pan part 15a and an outer pan part 15b on. The inner headboard 9a is part of the first inner wall part 3a and the outer headboard 9b is part of the first outer wall part 3b , The inner pan part 15a is part of the second inner wall part 5a and the outer pan part 15b is part of the second outer wall part 5b , The inner headboard 9a grips with the inner pan part 15a and the outer headboard 9b engages with the outer pan part 15b and together form a ball joint 19 ,

Dabei sind Gelenkdichtungen 23 zwischen dem inneren Kopfteil 9a und dem inneren Pfannenteil 15a sowie zwischen dem äußeren Kopfteil 9b und dem äußeren Pfannenteil 15b vorgesehen. Ferner sind axiale Toleranzausgleichselemente 25 an dem ersten Innenwandteil 3a, an dem ersten Außenwandteil 3b, an dem zweiten Innenwandteil 5a und an dem zweiten Außenwandteil 5b vorgesehen. These are joint seals 23 between the inner headboard 9a and the inner pan part 15a and between the outer headboard 9b and the outer pan part 15b intended. Furthermore, axial tolerance compensation elements 25 on the first inner wall part 3a on the first outer wall part 3b on the second inner wall part 5a and on the second outer wall part 5b intended.

In 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rohrsystems 53 dargestellt. Das Rohrsystem 53 umfasst ein Rohrelement 55 und zwei auf gegenüberliegenden Seiten mit dem Rohrelement 55 verbundene Verbindungsstücke 1 ähnlich dem aus 1, weswegen entsprechende Merkmale mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. An dem Rohrelement 55 sind vier Halterungen 57 zur Befestigung des Rohrsystems 53 vorgesehen. Jede Halterung 57 weist ein Halterungskugelgelenk 59 und ein axiales Halterungstoleranzausgleichselement 61 auf. Ebenso wie das Rohrelement 55 und die beiden Verbindungsstücke 1 sind auch die Halterungen 57 mit einem 3D-Druckverfahren hergestellt, so dass diese ein lasergesintertes Material aufweisen und als einteilige, verbindungslose Strukturen ausgebildet sind. Die Halterungen 57 sind dabei direkt an das Rohrelement 55 angedruckt oder in einem Schritt zusammen mit dem Rohrelement 55 gedruckt. In 3 is an embodiment of a pipe system according to the invention 53 shown. The pipe system 53 comprises a tubular element 55 and two on opposite sides with the pipe member 55 connected connectors 1 similar to that 1 , why corresponding features are designated by the same reference numerals. On the pipe element 55 are four brackets 57 for fastening the pipe system 53 intended. Every holder 57 has a bracket ball joint 59 and an axial support tolerance compensation element 61 on. As well as the pipe element 55 and the two connectors 1 are also the brackets 57 manufactured with a 3D printing process, so that they have a laser-sintered material and are formed as one-piece, connectionless structures. The brackets 57 are directly to the pipe element 55 printed or in one step together with the tubular element 55 printed.

Das Verbindungsstück 1 aus 1 oder 2 kann mit einem 3D-Druckverfahren unter Einsatz einer 3D-Druckvorrichtung (nicht gezeigt) wie folgt hergestellt werden. The connector 1 out 1 or 2 can be manufactured by a 3D printing method using a 3D printing device (not shown) as follows.

Eine erste Möglichkeit zur Herstellung besteht darin, eine als Multimaterialdrucker ausgebildete 3D-Druckvorrichtung einzusetzen, die eingerichtet ist, um mindestens zwei verschiedene Materialien, nämlich das Material der Verbindungsteile 3, 5 und das Material der Dichtungen 23, 35, gleichzeitig zu drucken. Mit diesem Multimaterialdrucker wird das Verbindungsstück 1 dann querschnittsweise entlang seiner Mittelachse 31 oder parallel zu seiner Mittelachse 31 gedruckt, wobei ein Querschnitt nach dem anderen unter Einsatz der verschiedenen Materialien aufgebaut wird.A first possibility for the production consists in using a 3D printing device embodied as a multi-material printer, which is set up by at least two different materials, namely the material of the connecting parts 3 . 5 and the material of the seals 23 . 35 to print at the same time. With this multi-material printer becomes the connector 1 then in sections along its central axis 31 or parallel to its central axis 31 printed, wherein a cross section after another is constructed using the various materials.

Eine andere Möglichkeit der Herstellung besteht darin, zunächst den Gelenkkopfabschnitt 9 oder das gesamte erste Verbindungsteil 5 bereitzustellen, welches zwar auch durch ein 3D-Druckverfahren hergestellt sein kann, jedoch nicht muss. Anschließend wird mit einer 3D-Druckvorrichtung die Gelenkdichtung 23 auf die äußere Oberfläche 11 des Gelenkkopfabschnitts 9 aufgedruckt. Danach wird um den Gelenkkopfabschnitt 9 und die Gelenkdichtung 23 herum der Gelenkpfannenabschnitt 15 oder das gesamte zweite Verbindungsteil 5 mit einer 3D-Druckvorrichtung gedruckt. Another possibility of production is, first the condyle section 9 or the entire first connecting part 5 Although it may be made by a 3D printing process, it does not have to. Subsequently, with a 3D printing device, the joint seal 23 on the outer surface 11 of the condyle section 9 printed. Thereafter, around the condyle section 9 and the joint seal 23 around the socket portion 15 or the entire second connecting part 5 printed with a 3D printing device.

Ähnlich wie das Kugelgelenk 19 kann auch das axiale Toleranzausgleichselement 25 mit einem 3D-Druckverfahren nacheinander, das heißt von innen nach außen aufgebaut werden. Dazu wird zunächst der zweite Rohrabschnitt 13 mit dem zweiten geraden Abschnitt 29 bereitgestellt, die ebenfalls durch ein 3D-Druckverfahren hergestellt sein können, dies jedoch nicht müssen. Anschließend wird mit einer 3D-Druckvorrichtung die Elementdichtung 35 auf die äußere Oberfläche des zweiten geraden Abschnitts 29 aufgedruckt. Danach wiederum wird der erste gerade Abschnitt 27 mit dem ersten und zweiten Anschlagelement 37, 39 mit einer 3D-Druckvorrichtung um den zweiten geraden Abschnitt 29 und die Elementdichtung 35 herum gedruckt, was wiederum in einem Schritt mit der Herstellung des Gelenkpfannenabschnitts 15 erfolgen kann. Similar to the ball joint 19 can also be the axial tolerance compensation element 25 with a 3D printing process in succession, that is, be built from the inside out. For this purpose, first the second pipe section 13 with the second straight section 29 which may or may not be made by a 3D printing process. Subsequently, with a 3D printing device, the element seal 35 on the outer surface of the second straight section 29 printed. Then turn the first straight section 27 with the first and second stopper members 37 . 39 with a 3D printing device around the second straight section 29 and the element seal 35 printed around, which in turn in one step with the manufacture of the socket portion 15 can be done.

Da das Verbindungsstück 1 als rotationssymmetrisches Bauteil ausgebildet ist, kann das Verbindungsstück 1 bei seiner Herstellung rotiert werden, um auf diese Weise zu vermeiden, dass die 3D-Druckvorrichtung um das Verbindungsstück 1 herum rotiert werden muss. Insbesondere kann der Gelenkkopfabschnitt 9 rotiert werden, während der Gelenkpfannenabschnitt 15 um diesen herum gedruckt wird, beziehungsweise das erste Verbindungsteil 3 rotiert werden, während das zweite Verbindungsteil 5 um dieses herum gedruckt wird.Because the connector 1 is designed as a rotationally symmetrical component, the connecting piece 1 be rotated during its manufacture, to avoid in this way that the 3D printing device around the connector 1 has to be rotated around. In particular, the condyle section can 9 be rotated while the joint cup section 15 is printed around this, or the first connecting part 3 be rotated while the second connecting part 5 is printed around this.

Claims

Tubular connector ( 1 ) for connecting two pipe elements with a tubular first connecting part ( 3 ), which has a first pipe section ( 7 ) and a condyle section ( 9 ), wherein a outer surface ( 11 ) of the condyle section ( 9 ) at least in sections has the shape of a spherical surface segment, with a tubular second connecting part ( 5 ), which has a second pipe section ( 13 ) and a joint socket section ( 15 ), wherein an inner surface ( 17 ) of the socket section ( 15 ) at least in sections has the shape of a spherical surface segment, wherein the condyle ( 9 ) and the socket portion ( 15 ) engage with each other and together a ball joint ( 19 ) such that the condyle portion ( 9 ) and the socket portion ( 15 ) are held together in a form-fitting manner and can not be detached from one another, characterized in that at least the joint socket section ( 15 ) is manufactured with a 3D printing process, so that it is formed as a one-piece, connectionless structure.

A tubular connector according to claim 1, wherein the entire second connecting part ( 5 ) is manufactured with a 3D printing process, so that it is designed as a one-piece, connectionless structure.

A tubular connector according to claim 1 or 2, wherein the first connector ( 3 ) is manufactured with a 3D printing process, so that it is designed as a one-piece, connectionless structure.

A tubular connector according to any one of claims 1 to 3, wherein between the outer surface ( 11 ) of the condyle section ( 9 ) and the inner surface ( 17 ) of the socket section ( 15 ) a first radial gap ( 21 ) is provided and wherein in the first radial gap ( 21 ) a joint seal ( 23 ) is provided.

A tubular connector according to claim 4, wherein the joint seal ( 23 ) is manufactured with a 3D printing process, so that it is formed as a one-piece, connectionless element.

A tubular connector according to any one of claims 1 to 5, wherein the first pipe section ( 7 ) and / or the second pipe section ( 13 ) an axial tolerance compensation element ( 25 ) having.

A tubular connector according to claim 6, wherein the axial tolerance compensation element ( 25 ) a first straight section ( 27 ) and a parallel second straight section ( 29 ), wherein the first and the second straight section ( 27 . 29 ) are adapted to perform a relative linear movement with respect to each other, wherein either the first straight portion ( 27 ) with the condyle section ( 9 ) and the second straight section ( 29 ) is provided for connection to a first tubular element or the first straight section ( 27 ) with the socket portion ( 15 ) and the second straight section ( 29 ) is provided for connection to a second tubular element.

A tubular connector according to claim 7, wherein between the first and second straight sections (Fig. 27 . 29 ) a second radial gap ( 33 ) and wherein in the second radial gap ( 33 ) an element seal ( 35 ) is provided, which is manufactured with a 3D printing process, so that it is formed as a one-piece, connectionless element.

A tubular connector according to claim 8, wherein on the first straight section (Fig. 27 ) or at the second straight section ( 29 ) a first stop element ( 37 ) is provided, the linear relative movement of the first and second straight section ( 27 . 29 ) in a first direction ( 41 ), wherein at the first straight section ( 27 ) or at the second straight section ( 29 ) a second stop element ( 39 ) is provided, the linear relative movement of the first and second straight section ( 27 . 29 ) in one of the first directions ( 41 ) opposite second direction ( 43 ), wherein the element seal ( 35 ) between the first and second stop elements ( 37 . 39 ) is provided.

A tubular connector according to any one of claims 1 to 9, wherein the connector ( 1 ) is double-walled with an inner wall ( 45 ) and an outer wall ( 47 ), wherein the inner wall ( 45 ) an inner channel ( 49 ) and between the inner wall ( 45 ) and the outer wall ( 47 ) an outer channel ( 51 ), wherein the first connecting part ( 3 ) a first inner wall part ( 3a ) and a first outer wall part ( 3b ), wherein the second connecting part ( 5 ) a second inner wall part ( 5a ) and a second outer wall part ( 5b ), wherein the condyle portion ( 9 ) an inner header ( 9a ) and an outer header ( 9b ), wherein the joint socket section ( 15 ) an inner pan part ( 15a ) and an outer pan part ( 15b ) and wherein the inner head part ( 9a ) with the inner pan part ( 15a ) and the outer head part ( 9b ) with the outer pan part ( 15b ) and together form a ball joint ( 19 ) form.

Pipe system ( 53 ) with a tubular element ( 55 ) and one with the tubular element ( 55 ) connected connector ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, wherein on the tubular element ( 55 ) and / or on the connecting piece ( 1 ) at least one holder ( 57 ) is provided, wherein the holder ( 57 ) a support ball joint ( 59 ) and an axial support tolerance compensation element ( 61 ), and wherein the holder ( 57 ) is manufactured with a 3D printing process, so that it is formed as a one-piece, connectionless structure.

Method for producing a connecting piece ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, wherein at least the socket portion ( 15 ) is produced by a 3D printing method using a 3D printing device.

The method of claim 12, wherein the 3D printing device is formed as a multi-material printer configured to print at least two different materials simultaneously, and wherein the connector 1 ) in sections either along its central axis ( 31 ) or parallel to its central axis ( 31 ) is printed.

The method of claim 12, wherein first the condyle portion ( 9 ) and the joint socket section ( 15 ) is printed around it.

The method of claim 14, wherein the condyle portion ( 9 ) is rotated while the socket section ( 15 ) is printed around it.