DE8807753U1

DE8807753U1 - Kompensator zum Ausgleich der Längenänderungen von Kunststoffrohren, insbesondere von GFK-Rohren

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Publication number: DE8807753U1
Application number: DE8807753U
Authority: DE
Original assignee: E & S Planbau Stahl und Rohrleitungsbau Montagen 4350 Recklinghausen De GmbH
Current assignee: E & S Planbau Stahl und Rohrleitungsbau Montagen 4350 Recklinghausen De GmbH
Priority date: 1988-06-15
Filing date: 1988-06-15
Publication date: 1988-08-18

Description

9. Juni 1988 ES 940a/88

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Beschreibung :

Die Erfindung betrifft einen Kompensator zum Ausgleich der Längenänderungen von Fluid durchströmten Kunststoffrohren, insbesondere von OFK-Rohren, mit zwei der Rohrform angepaßten und mit den benachbarten Enden zweier Rohre Verbindbaren Endbereichen sowie mit einem dazwischen befindlichen Dehn-Stauch-Bereich, der stoffschlüssig mit den Endbereichen verbunden ist.

Ein durch offenkundige Vorbenutzung bekannt gewordener Kompensator dieser Art wird mit an seinen Endbereichen angeordneten Flanschen an entsprechende an den Stirnenden der Rohre befindliche Kunststofflansche mit Kunststoffschrauben verschraubt, die sowohl durch Temperatur-Wechselbelastungen als auch bei Kontakt mit korrosiven Säuren, wie beispielsweise mit Schwefel;.' -ven, zu Versprödungen neigen und infolgedessen häufig schon Lei geringen mechanischen Belastungen infolge eines Nachziehens abreißen. Infolge der entstehenden Leckagen können durch korrosive Fluide die dann bislang von den Kunststoffrohren geschützten Stahlrohre angegriffen werden und korrodieren. Denn Kunststoffrohre der hier in Rede stehenden Art werden u.a. mit einer Länge von 15 m und einem

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Durchmesser von 7 m in aus Stahl bestehende Strömungskanäle von Kraftwerken eingesetzt und auch von Schwefelsäure enthaltenden, Inertgasen durchströmt. Infolge der

Temperatur-Wechselbelastungen dehnen sich die Kunststoffrohre innerhalb der Stahlrohre aus bzw. ziehen sich zusammen. Diese Längenänderungen müssen von einem Kompensator ausgeglichen werden. Hier setzt die Erfindung ein.

Denn dieser liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kompensator der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der selbst bei relativ hohen Temperatur-Wechselbelastungen und/oder äußerst korrosiven Fluiden eine dauerhafte Dichtigkeit und haltbare Befestigung an den Rohrverbindungsstellen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem eingangs genannten Gattungebegriff erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beide Endbereiche mit einer zu den Enden der zu verbindenden Rohre geometrisch ähnlichen Rohrringform und sowohl mit einer rauhen Innen- als auch mit einer rauhen Außenfläche versehen sind, wobei jeweils die eine Fläche eines Endbereiches mit einer Fläche des zugekehrten Rohrendes mittels eines Klebers verbindbar und die dann noch frei liegende Fläche dieses Endbereiches mittels eines Laminates Uberdeckbar und gleichfalls mit der gleichen Fläche des botreffenden Röhrendes verbindbar ist. Durch diese Verbindung wird ein Kompensator geschaffen, der mittels eines Klebers und eines Laminates mit den jeweiligen Rohrenden werkzeuglos derart verbunden

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werden kann, daß die Endbereiche des Korapensators zwischen dem Kleber und dem Laminat einschließlich ihrer Stirnflächen derart eingebettet sind, daß selbst für korrosive Fluide kein Eindringungsbereich, z.B. infolge einer Kapillare, verbleibt. Diese Verbindung ist dauerhaft dicht und haltbar und läßt die bisherige Wartung bei der Dichtigkeitsprüfung durch Nachziehen der Schrauben an den bekannten Flanschen entbehrlich werden.

Bei der Anordnung des erfindungsgemäßen Kompensators sind im Prinzip drei Ausführungsalternativen möglich:

Nach einer ersten Ausführungsalternative sind die Außenflächen seiner Endbereiche mit den jeweiligen Innenflächen der Rohrenden mittels des Klebers und die Innenflächen dieser Endbereiche mit dem Laminat überdeckbar und gleichfalls mit den betreffenden Innenflächen der Rohrenden verbindbar. Hierbei ist der Kompensator mit der Innenfläche der vom Fluid durchströmten Rohrenden verbunden.

Nach einer zweiten Ausfuhrungsalternative sind die Innenflächen seiner Endbereiche mit den jeweiligen Außenflächen der Rohrenden mittels des Klebers und die Außenflächen dieser Endbereiche mit dem Laminat Uberdeckbar sowie gleichfalls mit den betreffenden Außenflächen der Rohrenden verbindbar. Bei dieser Anordnung ist der Kompensator mit der Außenfläche der vom Fluid durchströmten Rohrenden verbunden.

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Nach einer dritten Alternative wird die Außenfläche des einen Endbereiches mit der zugekehrten Innenfläche des einen Rohrendes nach der ersten Anordnungsalternative und die Innenfläche des anderen Endbereiches mit der zugekehrten Außenfläche -les anderen Rohrendes gemäß den Merkmalen der zweiten Aus führungsanordnung verbunden.

Welche dieser Ausführungsalternativen Verwendung findet, ist jeweils von Fall zu Fall nach den örtlichen Gegebenheiten zu entscheiden.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist an der innen- und/oder an der Außenfläche der Endbereiche ein etwa mit dem Kompersator gleich breiter Schutzring angeordnet, der im Bereich des einen Rohrendes mit diesem fest verklebt und im Bereich des anderen Rohrendes den Kompensator zwar abdeckt, jedoch frei verschieblich ist. Soweit der Kompensator an der Innenfläche der zu verbindenden Rohre angeordnet ist, wird vorteilhaft der Schutzring in Strömungsrichtung des Fluids mit dem ersten Rohrende, z.B. über das den Endbereich des betreffenden Kompensators abdeckende Laminat, fest mit diesem verklebt, wohingegen der Schutzring im Bereich des anderen Endbereiches frei verschieblich ist. Dadurch können beispielsweise Ablagerungen, insbesondere

Calciumsulfat-Ablagerungen, im Dehn-Stauch-Bereich des Kompensators unterbunden werden, infolge deren dieser, beispielsweise bei einem Stauchvörgang, mechanischen Belastungen ausgesetzt wäre.

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Bei der zweiten Anordnungsform des

!Compensators an der Außenseite der zu verbindenden Rohrenden wird vorteilhaft auch an der Außenseite des einen Endbereiches der Schutzring fest verbunden, dessen anderes Ende den anderen Endbereich des Kompensators frei verschieblich und schützend übergreift.

Um bei dieser letztbeschriebenen Anordnungsaltornative auch Ablagerungen an der Innenseite des Kompensators im Dehn-Stauch-Bereich Ku unterbinden, ist es besonderes vorteilhaft, auch an der Innenfläche der Rohrenden einen Schutzring anzuordnen, der in Strömungsrichtung des Fluids mit dem ersten Rohrende fest verklebt ist.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bestehen die Endbereiche und der Dehn-Stauch-Bereich des Kompensators *us einem entropieelast.ischen Werkstoff, wie Gummi, Kautschuk, Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyester (PETP), aus einem ein- oder beidseitig beschichteten Textil aus Metall- oder Kunststoffdraht, aus Synthetik oder Natur-Gewebe, aus Nonwoven, oder Werkstoffkombinationen dieser Materialien. Dadurch entsteht nicht nur ein mechanisch und chemisch, sondern auch ein temperaturmäßig hoch belastbarer Kompensator.

Zur sicherstellung einer dauerhaft haltbaren Klebeverbindung zwischen Kompensator und zu verbindenden Rohrenden, erweist sich ein erhöhter

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Reib- und Formschluß als besonders vorteilhaft. So bestehen die rauhen Oberflächen der Endbereiche nach einer ersten AusfUhrungsform aus mechanischen Au frauhungen.

Nach einer zweiten AusfUhrungsalternative sind die Oberflächen der Endbereiche mit aufgestreutem Sand verklebt:

Nach einer dritten AusfUhrungsalternative sind die Endbereiche mit gelochten oder geschlitzten Öffnungen versehen. Dadurch entsteht nicht nur ein erhöhter Reib- sondern auch ein Formschluß der Endbereiche mit dem Klebemittel einerseits und dem Überdeckenden Laminat andererseits.

Vergleichbare Vorteile ergeben sich dadurch, daß die Endbereiche des !Compensators an ihren Innen- und/oder Außenflächen stoffschlüssig verbundene Noppen aufweisen oder mit radial verlaufenden Riefen und Erhabenheiten versehen sind.

Dabei können erfindungsgemäß die vorgenannten Ausführungsformen der Endbereiche entweder an einem oder an beiden Endbereichen kombiniert werden.

Als Kleber und als Laminat erweist sich als besonders vorteilhaft ein Kunstharz, wie beispielsweise ein Epoxidharz.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung

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sind in den Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigen:

Fig. 1 Die Ansicht eines mit den Innenseiten zweier benachbarter Rohrenden verbundenen Kompensators,

. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II von Fig. 1,

. 3 die Ansicht eines mit den

Außenflächen zweier benachbarter Rohrenden verbundenen Kompensators ohne Schutzringe,

Hg. 4 eine Schnittansicht entlang der

Linie IV-IV von Fig. 3, mit je einem Schutzring an der Innen- und Außenseite des Kompensators,

die Ansicht eines Kompensators mit aufgerauhten und/oder besandeten Endbereichen,

Hg. 6 die Ansicht einer weiterer.

Ausführungsforin eines Kompensators mit in der oberen Bildhälfte geschlitzten und in. der unteren Bildhälfte gelochten Endbereichen,

Pig. 7 die Ansicht einer Ausführungsform eines Kompensators mit an beiden Endbereichen beidseitig angeordneten Noppen,

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Fig. 8 eine Schnittansicht, entlang der Linie VIII-VIII von Fig. 7 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 9 die Ansicht einer weiteren

Ausführungsform eines Kompensators mit radial verlaufenden Riefen und Erhabenheiten und

Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der

Linie X-X von Fig. 9 in vergrößerter Darstellung.

Gemä'ß den Figuren weist der erfindungsgemäße Kompensator (1) zwei Endbereiche (2, 3) und einen dazwischen befindlichen Dehn-Stauch-Bereich (4) •uf. In sämtlichen Figuren ist der |)ehn-Stauch-Bereich (4) rinnenförmig ausgebildet, •r Kann jedoch eine andere Form, beispielsweise •ine Ziehharmonikaform, aufweisen.

Die Außenflächen der Endbereiche sind mit (5) »nd die Innenflächen der Endbereiche mit (6) gezeichnet.

Gemäß den Figuren 1 bis 4 ist jeweils der tndbereich (2) mit dem Ende (7) des Rohres (8) und Aer Endbereich (3) mit dem Ende (9) des Rohres (10) verbunden.

Gemäß der Ausführungsform der Figuren 1 und sind die Außenflächen (5) der Endbereiche (2, 3) mit den jeweiligen Innenflächen (11, 12) der Rohrenden (7, 9) mittels eines Klebers (13) und

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die Innenflächen (6) dieser Endbereiche (2, 3) mit dem Laminat (14) Überdeckt und gleichfalls mit den betreffenden Innenflächen (11, 12) der Rohrenden (7, 9) verbunden. Im dargestellten Beispiel ist der Dehn-Stauch-Bereich (4) nach fcußen gewölbt und weist dadurch im Querschnitt eine konvexe Form auf.

Im AusfUhrungsbeispiel der Figuren 3 und hingegen ist der Dehn-Stauch-Bereich (4) nach Innen gewölbt und weist daher eine konkave Querschnitteform auf. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Innenflächen (6) der Endbereiche (2, 3) mit den jeweiligen Außenflächen (15, 16) der Rohrenden (7, 9) mittels des Klebers (13) und die Außenflächen (5) dieser Endbereiche (2, 3) mit dem Laminat (14) überdeckt Und auf diese Weise gleichfalls mit den betreffenden Außenflächen (15, 16) der Rohrenden (7, 9) kraftschlüssig verbunden.

Nach einer dritten, nicht dargestellten Ausführungsalternative kann beispielsweise der eine Endbereich (2) des !Compensators (1) mit der Zugekehrten Innenfläche (11) des einen Röhrendes '7) und die Innenfläche (6) des anderen Endbereiches (3) gemäß der A-iSführungsform der figuren 3 und 4 mit der zugekehrten Außenfläche (16) des anderen Rohrendes (9) verbunden werden.

Um den aus einem entropieelastischen Harr' bestehenden Kompensator (1) an seiner Innenfläche (17) und/oder an seiner

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Außenfläche (18) vor Ablagerungen und/oder mechanischen Beschädigungen zu schützen, ist an der innen- und/oder an der Außenfläche (6, 5) der Endbereiche (2, 3) ein etwa mit dem Kompensator (1) gleich breiter Schutzring (19) angeordnet, der im Bereich des einen Rohrendes (7) mit diesem fest verklebt und im Bereich des anderen Rohrendes (9) den Kompensator (1) abdeckend jedoch frei verschieblich übergreift. Soweit dieser Schutzring (19) auf der Innenfläche (11, 12) der Rohre (8, 10) angeordnet wird, ist er in Strömungsrichtung des Fluids in Richtung des Pfeiles (20) (s. Fig. 3 und 4) mit dem ersten Rohrende (7) fest verklebt und an seiner dem Rohrende (9) zugewandten Seite frei verschieblich.

In den Schnittdarstellungen der Figuren 2 und 4 ist der Kompensator (l) stets als homogener Körper dargestellt, sowohl seine Endbereiche (2, 3) als auch sein Dehn-Stauch-Bereich (4) sind vorteilhaft aus einem entropieelastischen Werkstoff, wie Gummi, Kautschuk, Polytetrafluorethylen oder Polyester, hergestellt. Sie können jedoch aus Werkstoffkombinationen dieser Materialien bestehen, beispielsweise aus einem ein- oder beidseitig beschichteten Textil aus Metall- oder Kunststoffdraht, aus Synthetik oder Natur-Gewebe oder aus Nonwoven.

Die rauhen Oberflächen (5, 6) der Endbereiche (2, 3) sind entweder mit mechanischen Aufrauhungen oder, wie in Fig. 5 dargestellt,

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aufgerauht und sodann mit aufgestreuten Sandpartikeln (21) verklebt, wodurch die Haftwirkung mit dem Kleber (13) und dem Laminat (14) entsprechend erhöht wird.

Um die Intensität der Verbindung zwischen dem Kompensator (1) über den Kleber (13) und das Laminat (14) mit den jeweiligen Rohrenden (7, 9) eu erhöhen, erweist es sich als vorteilhaft, gemäß Fig. 6 die Endbereiche (2, 3) entweder mit ■gelochten oder mit geschlitzten Öffnungen (22, 23) eu versehen. Auf diese Weise tritt zum erhöhten Reibschluß noch ein Formschluß hinzu.

Gemäß den Figuren 7 und 8 kann dieser Formschluß auch dadurch bewerkstelligt werden, daß die Endbereiche (2, 3) an ihren Innenflächen (6) und an ihren Außenflächen (5) stoffschlüssig verbundene Noppen (24) aufweisen.

Eine weitere reib- und formschlüssige Verbindungsalternative ist den Figuren 9 und 10 dargestellt. Darin sind die Endbereiche (2, 3) mit radial verlaufenden Riefen bzw. Rinnen (25) und Erhabenheiten (26) versehen.

Es versteht sich, daß die haft- und reibschlußerhöhenden Maßnahmen der Figuren 5 bis 10 untereinander kombiniert werden können. Also beispielsweise die Außen- und Innenflächen (5, 6) der Endbereiche (2, 3) der Asuführungsformen der Figuren 6 bis 10 auch noch zusätzlich mit den Sandpartikeln (29) der Fig. 5 versehen werden können.

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Der erfindungsgemäße Kompensator (1) wird gemäß den Figuren 3 und 4 wie folgt mit den Rohren (8, 10) verbunden:

Die Innenflächen (6) und/oder die Außenflächen (15, 16) der Rohrenden (7, 9) der Rohre (8, 10) werden mit einem Auftrag des Klebers (13) versehen. Hiernach werden die Endbereiche (2, 3) von der Außenseite (18) des Kompensators (1) her gegen die entsprechenden Rohrendan (7, 9) gepreßt, um eine entsprechend dauerhaft haltbare Verbindung zu schaffen. Hiernach wird das Laminat (14) auf die Außenflächen (5) der Endbereiche (2, 3) aufgetragen, und zwar dergestalt, daß es die Stirnflächen (27, 28) (s. Fig. 2) der Endbereiche (2, 3) vollkommen abdeckt.

Hiernach kann gemäß Fig. 4 wahlweise auf das Laminat (14) des Endbereiches (2) der Schutzring (19) aufgepreßt und entweder über das Laminat (14) oder einen Kleber (13) mit dem Endbereich (2) fest verbunden werden. Das andere Ende dee Schutzringes (19) hingegen ruht in überlappender Lage frei verschieblieh auf dem Laminat (14) des Endbereiches (3). Dadurch werden Ablagerungen in dem vom Schutzring (19) und dem Dehn-Stauch-Bereich (4) unterbunden. Um auch die Innenfläche (17) des Kompensators (1) zu schützen, kann sodann ein zweiter Schutzring (19) mit einem der Innenflächen (15) oder (16) der Rohrenden (7, 9) verklebt werden. Auch hier bleibt zur Erhaltung der Dehnfähigkeit das andere dem

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Rohrende (9) zugewandte Ende des Schutzringes (19) frei verschieblich.

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Bezugszeichenliste :

Kompensator Endbereiche Dehn-Stauch-Bereich 1
2,

Außenflächen der Endbereiche 2, 3

Innenflächen der Endbereiche 2, 3

Rohrenden

Rohre

Innenflächen der Rohrenden 7, 9

Kleber

Laminat

6	9
7,	10
8,	12
11,
13
14

Außenflächen der Rohrenden 7, 9

Innenfläche des !Compensators I

Außenfläche des !Compensators I

Schutzring 15,

19

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Pfeil 20

Sandpartikel 21

gelocht Öffnungen 22

geschlitzte Öffnungen 23

Koppen 24

Riefen 25

Erhabenheiten 26

etirnflächen der

Endbereiche 2, 3 27, 28

Claims

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Schutzansprüche :

1. Kompensator zum Ausgleich der Längenänderungen von Fluid durchströmten Kunststoffrohren, insbesondere von GFK-Rohren, mit zwei der Rohrform angepaßten und mit den benachbarten Enden zweier Rohre verbindbaren Endbereichen sowie mit einem dazwischen befindlichen Dehn-Stauch-Bereich, der stoffschlüssig mit den Endbereichen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß beide Endbereiche (2, 3) mit einer zu den Enden (7, 9) der zu verbindenden Rohre (8, 10J geometrisch ähnlichen Rohrringform und sowohl mit einer rauhen Innen- als auch mit einer rauhen Außenfläche (6, 5) versehen sind, wobei jeweils die eine Fläche (5 oder 6) eines Endbereiches (2, 3) mit einer Fläche (11, 12 oder 15, 16) des zugekehrten Rohrendes (7, 9) mittels eines Klebers (13) verbindbar und die dann noch frei liegende Fläche (15, 16 oder 11, 12) dieses Endbereiches (2, 3) mittels eines Laminates (14) überdeckbar und gleichfalls mit der gleichen Fläche (15, 16 oder 11, 12) des betreffenden Rohrendes (7, 9) verbindbar ist.

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2. Kompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen (5) seiner Endbereiche (2, 3) mit den jeweiligen Innenflächen (11, 12) der Rohrenden (7, 9) mittels des Klebers (13) und die Innenflächen (6) dieser Endbereiche (2, 3) mit dem Laminat (14) überdeckbar und gleichfalls mit den betreffenden Innenflächen (11, 12) der Rohrenden (7, 9) verbindbar sind.

3. Kompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen (6) seiner Endbereiche (2, 3) mit den jeweiligen Außenflächen (15, 16) der Rohrenden (7, 9) mittels des Klebers (13) und die Außenflächen (5) dieser Endbereiche (2, 3) mit dem Laminat (14) überdeckbar sowie gleichfalls mit den betreffenden Außenflächen (15, 16) der Rohrenden (7, 9) verbindbar sind.

4. Kompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (5) eines Endbereiches (2) »it der zugekehrten Innenfläche (11) des einen Rohrendes (7) gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 und die Innenfläche (6) des anderen Endbereiches (3) mit der zugekehrten Außenfläche (16) des anderen Rohrendes (9) gemäß den Merkmalen des Anspruchs 3 verbindbar sind.

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5. Kompensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

gekennzeichnet , daß an der Innen- und/oder an der Außenfläche (6, 5) der Endbereiche (2, 3) ein etwa mit dem Kompensator (1) gleich breiter Schutzring (19) angeordnet ist, der im Bereich des einen

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Bereich des anderen Rohrendes (9) den Kompensator (1) abdeckt und frei verschieblich ist.

6. Kompensator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzring (19) in Strömungsrichtung des Fluids mit dem ersten Rohrende (7) fest verklebt ist.

7. Kompensator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch

gekennzeichnet , daß seine Endbereiche (2, 3) und sein
Dehn-Stauch-Bereich (4) aus einem entropieelastischen Werkstoff wie Gummi, Kautschuk, Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyester (PETP), aus einem ein- oder beidseitig beschichteten Textil aus Metall- oder Kunststoffdraht, aus Synthetik oder Natur-Gewebe, aus Nonwoven, oder aus Werkstoffkombinationen dieser Materialien bestehen.

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8. Kompensator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch

gekennzeichnet , daß die rauhen Oberflächen (5, 6) der Endbereiche (2, 3) aus mechanischen Aufrauhungen bestehen.

9. Kompensator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch

•gekennzeichnet , daß die Oberflächen (5, 6) der Endbereiche (2, 3) mit aufgestreuten Sandpartikeln (21) verklebt sind.

10. Kompensator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch

gekennzeichnet, daß die fcndbereiche (2, 3) mit gelochten oder geschlitzten Öffnungen (22, 23) versehen sind.

11. Kompensator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch

gekennzeichnet, daß die fcndbereiche (2, 3) an ihren Innen- und/oder Außenflächen (6, 5) stoffschlüssig verbundene Koppen (24) aufweisen.

12. Kompensator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch

gekennzeichnet, daß die Endbereiche (2, 3) mit radial verlaufenden Riefen (25) und Erhabenheiten (26) versehen sind.

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13. Kompensator nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch

gekennzeichnet, daß seine fcndbereiche (2, 3) jeweils unterschiedlich mit den Merkmalen einer der Ansprüche 8 bis 12 ausgebildet ftind.

14. Kompensator nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch

gekennzeichnet , daß der Kleber (13) und das Laminat (14) aus Kunstharz, trie einem Epoxidharz, bestehen.