DE2539120A1

DE2539120A1 - Bohrmaschine

Info

Publication number: DE2539120A1
Application number: DE19752539120
Authority: DE
Inventors: Gustav Martin Leidvik
Original assignee: MARTIN LEIDVIK BORR AB
Current assignee: MARTIN LEIDVIK BORR AB
Priority date: 1974-09-16
Filing date: 1975-09-03
Publication date: 1976-03-25
Also published as: GB1491597A; DE2539120B2; US4029160A; SE7411647L; GB1491598A; FR2284419A1

Description

Patentanmeldung

Martin Leidvik Borr AB

Bralunden 7

161 41 Brorama / Schweden

Bohrmaschine

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bohrmaschine zum Bohren von Löchern in Konstruktionselemente, wie Böden oder Wände aus Beton.

Maschinen zum Bohren von Löchern in Betonboden sind bereits bekannt. Eine übliche derartige Maschine umfaßt eine am Boden anliegende Platte, die ein Gestellt in Form einer vertikalen Zahnstange trägt. An der Zahnstange ist eine Antriebsvorrichtung beweglich gelagert. Diese Antriebsvorrichtung, die in vertikaler Richtung mittels einer manuell betätigbaren Vorrichtung, wie einer Kurbel oder einem Motor, bewegbar ist, ist mit einem horizontal vorragenden Arm verbunden, an welchem eine Vorrichtung zur Drehung einer mit der Vorrichtung verbundenen Bohrstange befestigt ist. Beim Bohren eines Loches in den Boden wird die mit der Bohrstange

in Drehung versetzt
verbundene Vorrichtung/und die Antriebsvorrichtung und damit die letztgenannte Vorrichtung sowie die Bohrstange werden darauf mittels der mit der Zahnstange zusammenarbeitenden

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Kurbel od.dgl. vertikal abwärt3 gegen den Boden bewegt. Sobald die Bohrstange gegen den Boden gedrückt wird, entsteht zwischen der Bohrstange und dem vertikalen Gestell ein Biegemoment, was darauf zurückzuführen ist, daß die vertikale Achse der Bohrstange in horizontaler Richtung im Abstand von der vertikalen Achse des Gestells liegt. Dieses Moment ist bestrebt, die am Boden anliegende Platte an ihrer der Bohrstange zugewandten Seite anzuheben, was dazu führt, daß das Gesbell und damit die Bohrstange in bezug zum Boden schräg zu liegen kommen, was seinerseits zur Folge hat, daß das gebohrte Loch nicht vertikal wird. Durch Festschrauben der Platte am Boden oder durch Belastung der Platte von oben wird vermieden, daß das Gestell während des Bohrens angehoben wird, jedoch aufgrund eines stets vorhandenen gewissen Spiels zwischen den zur Bohrmaschine gehörenden Einrichtungen, insbesondere zwischen der Zahnstange des Gestells und der Antriebsvorrichtung, entsteht ein gewisses Biegemoment, welches natürlich nach einer gewissen Anwendungszeit der Maschine zunimmt. Da dieses Biegemoment bereits beim Ansetzen der Bohrstange gegen den Boden entsteht, wird das gebohrte i,och von Anfang an schräg, was dazu führt, daß die Bohrstange auch

weiterhin von dem schrägen Loch geführt wird, so daß der Abstand des
/unterenTeils der Bohrstange vom Gestell in horizontaler itichtung allmählich während des gesamten Bohrvorgsnges zunimmt, was eine unzulässig große Schrägbelastung der in der Maschine enthaltenen Teile mit sich bringt, was weiterhin dazu beiträgt, daß das Spiel zwischen diesen Teilen zunimmt. Aufgrund der Schrägbelastung der Bohrstange während des Bohrens drücKt

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oder spannt sie auch gegen gewisse Teile der beitenwandung des Loches, wodurch die Bohrgeschwindigkeit herabgesetzt und die Abnützung der Bohrschneide erhöht wird.

Die bekannten Maschinen umfassen auch keinerlei spezielle Vorrichtungen, die zur Aufnahme bzw. Ableitung des zur Kühlung der Bohrstange verwendeten Wassers bzw. des wahrend des Bohrens gebildeten Schlammes vorgesehen sind. V/eiters fehlen bei den bekannten Naschinen Vorrichtungen zur sicheren j?'esthaltunß dex¹ Waschine an der Unterlage, welche Festhaltung rasch hergestellt bzw. aufgehoben werden kann, ohne daß die Unterlage zerstört zu werden braucht. Die bekannten Festhaltevorrichtungen gestatten auch keine elastische Festhaltung, die Vibrationen und Tendenzen zum Festfahren sowie Schrcg/belastung der Bohrstange eliminiert. Außerdem können die bekannten Maschinen nur schwer zum Bohren von Löchern in Wänden angewendet werden.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung jener Nachteile, mit welchen die bereits bekannten Bohrmaschinen behaftet sind,und die Schaffung einer wirksamen, zuverlässigen und aus verhältnismäßig billigen Teilen zusammengesetzten Bohrmaschine mit langer Lebensdauer. Diese Ziele werden erfüllt, indem die Maschine entsprechend den in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche angegebenen Merkmalen ausgeführt wird.

Eine Ausführun^sform der Erfindung wird nunmehr anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen

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Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Bohrmaschine nach der Erfindung darstellt,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht von zur Bohrmaschine nach Fig. 1 gehörenden Teilen zur vertikalen Verschiebung der Bohrstange ist,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Perspektivansicht des mit dem unteren '!'eil der Bohrmaschine zusammenarbeitenden Wasser sammelnden Behälters in Fig. 1 ist, und

Fig. 4 eine von unten gesehene Draufsicht des Behälters nach Fig. 3 zeigt.

•Die Bohrmaschine wird in Fig. 1 generell mit 1 bezeichnet und umfaßt beim gezeigten Ausführungsbeispiel zwei vertikale Säulen 2 und 3 mit U-förmigem Querschnitt, welche an ihren oberen Enden auf geeignete Weise mittels eines horizontalen, vorzugsweise hohlen Vierkantbalkens 4 miteinander verbunden sind. Im Mittelteil des Balkens 4 ist ein vertikales Loch vorgesehen, das mit einem Innengewinde versehen ist oder in welchem eine Mutter festgeschweiß ist. Eine Gewindespindel 5» an deren oberem Ende eine Kurbel 6 befestigt ist, ist in das Loch im Balken 4 eingeschraubt. Eine kreisförmige Stahlscheibe 7 (Pig- 2) ist an der Spindel/bei deren unterem Ende angeschweißt und kreisförmige Messingscheiben 8 und 9, von denen die Scheibe 8 mit einem zentralen Loch versehen und auf die Spindel 5 aufgefädelt ist, sind zu beiden Seiten der Scheibe 7 angeordnet. Eine mit Innengewinde und zentralem Loch versehene Hülse 10 ist über die Spindel 5 gestülpt und auf eine mit Außengewinde versehene zweite Hülse 11 aufgeschraubt, die an einem hohr 12 angeschweißt ist. Die Scheiben 7,

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8 und 9 sind somit von den Hülsen 10 und 11 umschlossen, so daß ihre aulieren Känder mit loser Passung an der Innenwandung der Hülse 11 anliefen und sie leicht in bezug auf /einander gedreht werden können. Wenn die Kurbel 6 in Fig. 1 im Uhrzeigersinn gedreht wird, drückt die Scheibe 7 der Spindel 5 auf die Scheibe % die ihrerseits gefjen den Boden der Hülse 11 drückt, so daß die unten beschriebenen, mit dem ixohr 12 verbundenen Teile der Bohrmaschine 1 nach unten bewegt werden. Wenn die Kurbel 6 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, drückt die obere Seite der Scheibe 7 gegen die Scheibe 8, die ihrerseits gegen die Oberseite der Hülse 10 drückt, so daß die genannten Teile der Bohrmaschine nach oben bewegt werden.

Das Rohr 12 ist mit einem Eintrittsstutzen 13 versehen, an den ein Wasserschlauch anschließbar ist, und ist ferner an einer Lagerplatte 14 angeschweißt, die durch vier Distanzbolzen 15 mit einer mit der Platte 14 identischen, zweiten Lagerplatte 16 verbunden ist. Zwischen den Platten 14 und 16 ist eine Antriebsvorrichtung 17 für eine zur Bohrmaschine gehörende Bohrstange 18 befestigt. Die Antriebsvorrichtung 17 kann beispielsweise von einem Elektromotor oder einem Getriebe gebildet werden, das über ein biegsames Kabel mit einem im Abstand von der Bohrmaschine 1 angeordneten Motor geeigneter Art verbunden ist. Das Rohr 12 oder eine Verlängerung desselben erstreckt sich einerseits durch die mit zentralen Löchern versehenen Platten 14 und 16 und anderseits durch die Antriebsvorrichtung 17 und ist an seinem unteren Teil mittels einer Schraubverbindung an die rohrförmige Bohrstange 18 angeschlossen,

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deren untere Umfangskante mit Bohrschneiden geeigneter Art versehen ist.

Die beiden Lagerplatten 14 und 16 sind mit je zwei Ausnehmungen 14a bzw. 16a an ihren den Säulen 2 und 3 zugewandten Seiten versehen, welche Ausnehmungen die Säulen teilweise umschließen, so daß die Platten 14 und 16, die Antriebsvorrichtung 17, das Rohr 12, die Bohrstange 18 usw. sich in bezug auf die Säulen nicht seitlich bewegen oder drehen können, wohl aber in deren Längsrichtung bewegbar sind, sobald die Kurbel 6 in irgendeiner? Richtung gedreht wird. Die Ausnehmungen 14a und 16a können eventuell mit einem reibungsvermindernden Material versehen werden, um die vertikale Verschiebung der Platten 14 und 16 zu erleichtern.

Die Säulen 2 und 3 sind durch Löcher 19a in einer oberen, kreisförmigen, mit einem kreisförmigen Loch 19b versehenen Platte 19 geführt und eventuell an dieser festgeschweißt,

einem welche Platte zusammen mit einer mit/kreisförmigen Loch 20a versehenen Bodenplatte 20 (Fig. 3 und 4) und einem vertikalen Rohr 21, einen Behälter 22 bildet. Die unteren Enden der Säulen 2 und 3 sind an der Bodenplatte 20 angeschweißt (nicht gezeigt). Anstatt die Säulen durch Löcher in der Platte 19 zu führen, und sie in diesen festzuschweißen sowie die unteren Enden der Säulen an der Platte 20 anzuschweißen, kann die Platte 19 und die unteren Enden der Säulen mit einer geeigneten Kupplungsvorrichtung (nicht gezeigt) versehen sein, die so konstruiert ist, daß die Säulen mit den dazugehörigen Vorrichtungen auf Wunsch mit dem Behälter 22 verbunden und von diesem gelöst werden können. Eine solche Kupplungsvorrichtung kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn die

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Bohrmaschine zum Bohren von Löchern in vertikalen Wänden verwendet wird, wobei die Haschine angehoben und in exakte Lage eingestellt werden muß, was schwierig sein kann, weil sie ziemlich schwer ist. Beim Bohren von derartigen Löchern wird deshalb lediglich der Behälter 22 an der Wand befestigt, worauf der übrige Teil der Maschine mittels der kupplungsvorrichtung mit dem Behälter verbunden wird.

Die Bohrstange 18, die in Fig. 3 und 4 durch strichpunktierte Linien angedeutet ist, hat wesentlich geringeren Außendurchmesser als der Durchmesser des Loches 19b und etwas geringeren Durchmesser als der Durchmesser des Loches 20a und ist vertikal gegen und von der Unterlage verschiebbar, auf der die Platte 20 ruht und die mit einem Loch versehen werden soll, dessen Durchmesser dem Außendurchmesser der Bohrstange 18 entspricht.

Das Loch 20a in der Bodenplatte 20 ist von einem Dichtungsring 23 umgeben, der an der Unterseite der Bodenplatte jefestigt ist (Fig. 3 und 4). Ein größerer Dichtungsring 24 ist ebenfalls an der Unterseite der Bodenplatte 20 befestigt und liegt mit einem Teil seines Außenumfanges an einem abwärts gerichteten Hand des Rohres 21 an, um zu verhindern, daß der Ring eventuell aus seiner Lage verschoben wird. Zwischen den Dichtungsringen 23 und 24, die zweckmäßigerweise aus Gummi bestehen, wird somit ein Kaum gebildet, v/elcher mit einer Vakuumquelle (nicht gezeigt) über ein im Behälter befestigtes vertikales Rohr 25 in Verbindung steht.

Sobald der Behälter 22 an der Unterlage, in welche ein Loch gebohrt werden soll, zur Anlage gebracht worden ist,

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wird die Vakuumquelle in Betrieb gesetzt und durch das liohr Luft aus dem Kaum zwischen den Dichtungsringen 23 und 24 aus-

keine

gesaugt. Wenn die Unterlage nicht porös ist oder/großen Unebenheiten aufweist, wird der Behälter 22 an der Unterlage festgesaugt und eine stabile Verankerung der Bohrmaschine auf der Unterlage sichergestellt. Diese stabile Verankerung bedeutet somit, daß die Bohrmaschine 1 in bezug auf die Unterlage nicht verschoben werden kann, doch gestatten die Gummiringe 23 und 24 anderseits eine gewisse Schwingbewegung von Behälter 22 und Bohrmaschine 1 in jeder beliebigen Ebene, was als besonders vorteilhaft befunden wurde, wenn die Bohrstange 18 zum Verklemmen neigt oder aus irgendeinem Grunde während des Bohrens schräg belastet wird. Außerdem nehmen die Gummiringe einen großen Teil jener Vibrationen auf, welche die Bohrmaschine beim Bohren erzeugt. Wenn die Unterlage porös ist und/oder große Unebenheiten aufweist, kann die Vakuumquelle nicht angewendet werden, weshalb die Bohrmaschine 1 auf der Unterlage auf andere Weise verankert werden muß, u.zw. durch Befestigung des Behälters 22 auf der Unterlage beispielsweise mittels in die Unterlage ein :eschraubter Bolzen, zu welchem Zweck mit

21 Löchern versehene Flacheisen 26 am Rohr/angeschweißt sein können, oder mittels zwischen der Maschine und einer Wand oder der Decke eingespannter Spannvorrichtungen. Auch wenn derartige Bofestigungs- oder Spannvorrichtungen angewendet werden müssen, ist sichergestellt, daß die oben erwähnte Schwingbewegung und Vibrationsaufnahme nach wie vor durch die Hinge 23 und 24 aufrechterhalten wird.

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uer Behalter 22 muli nicht notwendigerweise die in den Zeichnungen gezeigte Form haben, sondern kann an jede spezielle Anwendung angepaßt werden. Wenn also die Bohrmaschine zum -Bohren eines Loches in einem Boden nahe einer Wand (oder in einer Wand nahe einem Boden) angewendet werden soll, wird der Behalter 22 zweckmäßigerweise in einer Ebene geteilt, die mit jener Vertikalebene übereinstimmt, welche die beiden Säulen 2 und 3 einschließt, und der vertikale ebene Teil des Behälters, der mittels eines ebenen Bleches verschlossen worden ist, wird gegen die Wand (oder den Boden) gewendet, so daß die Bohrstange 18 nahe an die Wand (oder den Boden) herangeführt werden kann. Bei einer solchen Au&führungsform und auch bei anderen denkbaren Ausführungsformen des Behälters 22 wird die jj'orm und Anordnung der Gummileisten 2$ und 24 an die -b'orm der Bodenplatte 20 angepabt, so dals stets wenigstens ein Kaum zwischen den Gummileisten gebildet wird, an welchen eine Vakuumquelle angeschlossen werden kann und v/elcher Raum Teile umfassen soll, die an v;enisstens zwei gegenüberliegenden Seiten der Bohrstange 18 liegen - vorzugsweise gerade direkt unter jenen Stellen, wo die Säulen 2 und am Behälter 22 befestigt sind - um den Behälter und damit die ganze Bohrmaschine 1 so wirksam wie möglich zu stabilisieren.

Wie oben beschrieben, wird der Bohrmaschine 1 durch den Eintrittsstutzen 13 Wasser zugeführt. Dieses für die Kühlung der Schneiden der Bohrstange Ib vorgesehene Wasser wird von einer geeigneten Pumpe (nicht gezeigt) zum Stutzen geleitet und durch das Kohr 12, das innerhalb der Antriebsvorrichtung 1? angeordnet ist, und durch die hohle Bohrstange

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zu den genannten Schneiden geführt, wahrend des Bohrens, d.h.

wenn die Bohrstange Ib an der Unterlage mittels Drehung der

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Kurbel/im Uhrzeigersinn (Fig. l).zur Anlage gebracht wird und die Bohrstange von der Antriebsvorrichtung 17 in Rotation versetzt wird, kühlt das Wasser die Bohrschneide und wird darauf über die Schneide zusammen mit dem wahrend des Bohrens von der Unterlage abgetragenen Material aus der Bohrstange ausgepreßt. Das angewendete Kühlwasser wird darauf an der Außenseite der rotierenden Bohrstange 18 nach oben gedrückt und erhält durch diese eine Wirbelbewegung. Um diese wirbelbewegung abzuschwächen und die Geschwindigkeit des Wassers herabzusetzen sowie um eine rasche und wirksame Abführung des angewendeten Kühlwassers sicherzustellen, ist im Loch 20a der Bodenplatte 20 ein Kragen 27 in Form eines hohlen Kege!stumpfes angebracht. Der untere Teil des Kragens 27 ragt ein kleines Stück unterhalb der Platte 20 hervor, um eine Anlage für den inneren Dichtungsring 23 zu bilden, so daß dieser nicht zum Loch 20a einwärts verschoben werden kann. Der Kragen 27 bewirkt, daß das mit der Bohrstange 18 rotierende, angewendete Kühlwasser über den oberen danä. des Kragens auslauft und in den Behälter 22 fällt, ohne eine nennenswerte Geschwindigkeitskomponente in Rotationsrichtung der Bohrstange zu haben. Wenn der Kragen 27 nicht vorhanden ware, würde das angewendete Kühlwasser direkt in den Behälter 22 geschleudert werden und mit hoher Geschwindigkeit entlang dessen Wandungen rotieren, was Schwierigkeiten bei der Abführung des Wassers vom Behälter mit sich bringen würde. Das im wesentlichen sUillstehende

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wasser im Behalter 22 kann leicht durch einen Auslrittsstutzen 2Ö abgeführt v/erden, dessen Öffnung in der Behälterwand 21 in unmittelbarer Nähe der Bodenplatte 20 liegt, u.zw. mittels entweder Eigendruck oder einer Pumpe.

Zur Stabilisierung der Bohrstange 18 während der Anfangsphase des Bohrens, d.h. wenn die Bohrstange mit der Unterlage in Berührung gebracht und gep^en diese angedrückt wird, sind am Behälter 22 oder an den Säulen 2 und $ geeigne üe otabilisierungsorgane befestigt. In Fig. ^ ist gezeigt, dab diese Organe von Platten 29 gebildet sind, die mit dreiecxigen Ausnehmungen versehen und an der oberen Beheiterplatte 19 befestigt sind, wobei sie in und außer Eingriff mit der Bohrstange schwenkbar sind.

Auch wenn nur eine einzige Ausführungüform der Erfindung oben beschrieben und in den Zeichnungen gezeigt worden ist, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Eine Vielzahl von Modifikationen der gezeigten und beschriebenen Maschine ist somit möglich, wobei eine solche Modifikation darin liegt, daß die Kurbel 6 gegen einen auf dem Balken 4 und/oder an den Säulen 2 und 3 befestigten hotor ausgetauscht werden kann. Die Erfindung wird somit lediglich vom Umfang der beigefügten Patentansprüche begrenzt.

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Claims

Patentansprüche

11.j Bohrmaschine zum Bohren von Löchern in Konstruktionselemente, wie Böden odex· Wände aus Beton, umfassend ein Gestell, in welchem eine Bohrstange relativ zum Konstruktionselement" verschiebbar gelagert ist, gekennzeichnet durch einen die Bohrstange (18) wenigstens teilweise umgebenden Behälter (22) zur Sammlung von Bohrschlamm und für die Kühlung der Bohrschneide der Bohrstange angewendeter Kühlflüssigkeit.

2. Bohrmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (22) eine dem Konstruktionselement zugewandte Bodenplatte (20) mit einer kreisförmigen Öffnung (2Oa) umfaßt, welche die Bohrstange (18) aufnimmt und durch welche Schlamm und Wasser zur Innenseite eines in der Öffnung angebrachten Kragens (27) austritt, über dessen oberen Rand der Schlamm una das Wasser in das Innere des Behälters gelangen, an welchen ein Austrittsstutzen (28) angeschlossen ist.

$. Bohrmaschine nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (27) die Form eines hohlen Kegelstumpfes hau, dessen kleinere Öffnung in der kreisförmigen öffnung (20a) der Bodenplatte (20) angebracht ist.

4. Bohrmaschine nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (22) mit einer oberen Platte (19) versehen ist, die eine Öffnung (19b) aufweist, deren Durchmesser größer ist als dex¹ Außendurchmesser der Bohrstange, und an welcher Platte das Ge-

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stell (2, 3) befestigt ist.

5. Bohrmaschine nach einem der vorhergehenden Pai-entansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell Säulen (2, 3) umfaßt, die mittels einer Kupplungsvorrichtung lösbar am Behälter (22) befestigt sind.

6. Bohrmaschine nach einem der vorhergehenden iacencansprücne, gekennzeichnet durch ein Rohr (12) durch welches der Bohi'schneide Kühlwasser zuführbar ist und das - oder eine Verlängerung desselben - im wesentlichen in einer linie mit der Bohrstange (18) angeordnet ist.

'/. Bohrmaschine nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (22) eine Bodenplatte (20) umfaßt, deren Unterseite elastische Elemente (23, 24) trägt.

8. Bohrmaschine nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (23,24 ) am Konstruktionselement dichtend anliegen und zusammen mit der Bodenplatte (20) und der oberen Fläche des Konstruktionselementes einen Raum abgrenzen, der mit einer Vakuumquelle verbunden ist.

^. Bohrmaschine nach Patentanspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (2o) kreisförmig ausgebildet ist und eine zentrale Öffnung (20a) zur Aufnahme der Bohrstange (18) umfaßt, daß ein erstes ringförmiges, elastisches Element (23) die genannte Öffnung umgibt und daß ein zweites ringförmiges, elastisches Element (24) mit größerem Innendurchmesser als der Außendurchmesser des ersten ringförmigen, elastischen Elementes das erstgenannte Element umgibt, so daß zwischen den Elementen ein im wesentlichen ringförmiger

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Kaum pebilaut wird.

IU. Bohrmaschine nach einem der Iatentanspruche 1 biß 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (22) mit Organen (26) zur Befestigung desselben am Konstruktionselement versehen ist.

11. Bohrmaschine nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (22) und/ oder d&s Gesuell (2, 5) mit die Bohrstange (18) rührenden Organen (29) versehen sind.

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