CH647029A5 - METHOD FOR MANUFACTURING FRAMES OF HOLE COVERS AND APPARATUS FOR MANUFACTURING. - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne la fabrication de cadre de couvercle de trou de visite. The invention relates to the manufacture of a manhole cover frame.
Dans la description, il est entendu que le terme couvercle de trou de visite s'étend aux couvercles d'ouvertures d'inspection et d'accès, aux conduits, aux tranchées de service, etc., qu'ils soient sous la forme d'une plaque massive ou de grille et qu'ils aient, ou non, la grandeur voulue pour permettre le passage d'une personne à travers l'ouverture franchie par le couvercle. In the description, it is understood that the term manhole cover extends to the covers of inspection and access openings, to conduits, to service trenches, etc., whether they are in the form of 'a massive plate or grid and whether or not they have the size required to allow the passage of a person through the opening crossed by the cover.
Le type de cadre le plus communément fabriqué est moulé d'une seule pièce de fonte ou d'acier et séparément des couvercles en fonte ou en acier coulé avec lesquels il doit être utilisé. Les cadres et couvercles de ce genre n'ont généralement pas de surfaces usinées et le procédé de fabrication est tel que le couvercle ne s'adapte pas assez étroitement contre le cadre, ce qui fait que l'on n'obtient pas, entre eux, l'étanchèitê aux gaz et aux liquides sans l'introduction d'une garniture ou d'un joint déformable. The most commonly manufactured type of frame is molded from a single piece of cast iron or steel and separately from the cast iron or cast steel covers with which it is to be used. Frames and covers of this kind generally do not have machined surfaces and the manufacturing process is such that the cover does not fit tightly enough against the frame, so that one does not get between them , gas and liquid tightness without the introduction of a deformable gasket or seal.
On connaît aussi des cadres formés par assemblage d'éléments formés de fonte ou d'acier coulé et qui sont généralement constitués par quatre barres périmétrales, à savoir une barre d'extrémité antérieure, une barre d'extrémité postérieure, une barre de côté gauche et une barre de côté droit, qui sont boulonnées, fixées ou soudées ensemble aux angles du cadre de manière à former ensemble une unité structurale rigide. Si l'on désire assurer que les joints entre les quatre barres périmétrales soient étanches aux gaz, les faces qui se rejoignent lorsqu'on boulonne les barres ensemble présentent chacune un évidement et les évidements adjacents sont remplis d'une matière fondue, de préférence de plomb fondu. Chaque barre périmétrale a une section généralement en L et les barres sont disposées de telle sorte que le cadre est essentiellement constitué par une section périmétrale généralement en L formant un logement dans lequel on peut abaisser un couvercle amovible en fonte, de façon qu'il repose sur la base du logement et s'adapte de façon étanche aussi bien à cette base qu'aux faces latérales dressées du logement. Pour favoriser cette étanchéité aux gaz et aux liquides, les faces de chaque barre périmétrale qui touchent le couvercle sont usinées, par exemple par fraisage, et les faces correspondantes du couvercle sont usinées aussi, par exemple par meulage. Les cadres sont adaptés aux couvercles de manière à assurer que les surfaces usinées respectives s'adaptent étroitement l'une contre l'autre pour réaliser l'étanchétié voulue aux gaz et aux liquides et que le couvercle et le cadre constituent pratiquement un seul ensemble massif, le couvercle étant stable à l'intérieur du cadre et n'oscillant pas dans celui-ci lorsqu'il est soumis à une charge en mouvement, comme dans le cas où une circulation rapide passe par-dessus. Also known are frames formed by assembling elements formed from cast iron or cast steel and which generally consist of four perimeter bars, namely a front end bar, a rear end bar, a left side bar and a right side bar, which are bolted, fixed or welded together at the corners of the frame so as to form together a rigid structural unit. If it is desired to ensure that the joints between the four perimeter bars are gas tight, the faces which join when the bars are bolted together each have a recess and the adjacent recesses are filled with a molten material, preferably of molten lead. Each perimeter bar has a generally L-shaped section and the bars are arranged so that the frame is essentially constituted by a generally L-shaped perimeter section forming a housing in which a removable cast iron cover can be lowered, so that it rests on the base of the housing and adapts tightly both to this base and to the erected side faces of the housing. To promote this gas and liquid tightness, the faces of each perimeter bar which touch the cover are machined, for example by milling, and the corresponding faces of the cover are also machined, for example by grinding. The frames are fitted to the covers so as to ensure that the respective machined surfaces fit tightly against each other to achieve the desired gas and liquid tightness and that the cover and the frame constitute practically a single solid unit , the cover being stable inside the frame and not oscillating therein when subjected to a moving load, as in the case where rapid circulation passes over it.
Selon l'invention, un procédé de fabrication d'un cadre de couvercle de trou de visite consiste à former une cavité de moule présentant la configuration désirée du cadre, à utiliser un couvercle de trou de visite pour délimiter une partie de la cavité de moule et à introduire, dans la cavité de moule, une matière durcissable lorsqu'elle est à l'état fluide, de façon qu'elle constitue le cadre une fois solidifiée et présente un contour épousant les régions du couvercle de trou de visite qui délimitent ladite partie de la cavité de moule. According to the invention, a method of manufacturing a manhole cover frame consists in forming a mold cavity having the desired configuration of the frame, in using a manhole cover to delimit part of the mold cavity and introducing, into the mold cavity, a curable material when it is in the fluid state, so that it constitutes the frame once solidified and has an outline matching the regions of the manhole cover which delimit said part of the mold cavity.
L'invention comprend encore un appareil destiné à la fabrication d'un cadre de couvercle de trou de visite, comprenant des moyens délimitent une cavité de moule et qui sont formés, en partie, par un couvercle de trou de visite, de sorte que les régions du couvercle qui s'appliquent en service contre le cadre constituent des surfaces de la cavité de moule. The invention further comprises an apparatus for manufacturing a manhole cover frame, comprising means defining a mold cavity and which are formed, in part, by a manhole cover, so that the regions of the cover which are applied in service against the frame constitute surfaces of the mold cavity.
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La pratique du procédé selon l'invention pour la fabrication d'un cadre de couvercle de trou de visite réduit le nombre d'étapes de travail nécessaire à sa fabrication et aboutit à un cadre de structure plus simple que la construction à plusieurs barres usinées mentionnée plus haut. De préférence, les surfaces d'un couvercle qui doivent s'adapter en service contre un cadre sont usinées, par exemple par meulage, avant que le couvercle ne soit utilisé dans le processus de moulage, et on a trouvé de façon surprenante aux esssais que, lorsqu'un tel couvercle est adapté au cadre moulé contre lui, le couvercle et le cadre moulé en béton armé résistent, avant destruction, à une charge beaucoup plus grande que l'un ou l'autre des ensembles de couvercle et de cadre susdits de fabrication classique. Il semble que la raison en soit l'ajustement beaucoup plus étroit obtenu entre le couvercle et le cadre par suite de la technique de moulage adoptée, et l'effet de la résistance accrue ainsi obtenue doit permettre d'utiliser une section plus mince qu'antérieurement, ce qui entraîne une économie et une réduction du poids. Les cadres fabriqués selon l'invention peuvent être fabriqués avec une main-d'œuvre moins qualifiée que les cadres fraisés à plusieurs barres. En outre, on peut fabriquer ces cadres en usine ou directement sur place, en utilisant des gabarits de moulage jetables. The practice of the method according to the invention for the manufacture of a manhole cover frame reduces the number of working steps necessary for its manufacture and results in a frame of simpler structure than the construction with several machined bars mentioned. upper. Preferably, the surfaces of a cover which must fit in service against a frame are machined, for example by grinding, before the cover is used in the molding process, and it has surprisingly been found in tests that , when such a cover is adapted to the frame molded against it, the cover and the reinforced concrete molded frame resist, before destruction, a load much greater than one or the other of the above-mentioned cover and frame assemblies of classic manufacture. It seems that the reason is the much narrower fit obtained between the cover and the frame as a result of the molding technique adopted, and the effect of the increased resistance thus obtained must allow a thinner section to be used than previously, resulting in savings and weight reduction. The frames manufactured according to the invention can be manufactured with less qualified labor than the milled frames with several bars. In addition, these frames can be made in the factory or directly on site, using disposable molding templates.
Afin que l'invention puisse être bien comprise, on décrira maintenant un mode d'exécution à titre d'exemple, à propos des dessins annexés sur lesquels: So that the invention can be well understood, an embodiment will now be described by way of example, with reference to the appended drawings in which:
la fig. 1 est une élévation en coupe d'un gabarit, illustrant l'utilisation de celui-ci dans la fabrication d'un cadre, et la fig. 2 est un plan arraché du même gabarit en service. fig. 1 is a sectional elevation of a template, illustrating the use of the latter in the manufacture of a frame, and FIG. 2 is a plan torn off from the same gauge in service.
En bref, dans ce mode d'exécution de l'invention, on moule un cadre en une seule pièce de matière durcissable. On coule la matière durcissable dans un gabarit et, en fait, on la moule contre les surfaces d'un couvercle fini auxquelles elle doit s'adapter en service. Le cadre est donc automatiquement adapté au couvercle lors de sa fabrication. In short, in this embodiment of the invention, a frame is molded in a single piece of curable material. The curable material is poured into a template and, in fact, molded against the surfaces of a finished cover to which it must adapt in service. The frame is therefore automatically adapted to the cover during its manufacture.
Plus particulièrement, un gabarit 1 comprend une base 2, rectangulaire dans le plan et présentant, à sa périphérie, des segments marginaux dressés à gradin 3 formant un rebord 4 et, intérieurement, une surface de mise en place généralement verticale 5 légèrement inclinée à l'opposé du rebord. More particularly, a template 1 comprises a base 2, rectangular in the plane and having, at its periphery, marginal segments erected in steps 3 forming a rim 4 and, internally, a generally vertical positioning surface 5 slightly inclined at the opposite of the ledge.
Les segments marginaux à gradin 3 présentant la forme ci-dessus sont conçus pour recevoir et mettre en place un couvercle en fonte C, usiné à ses surfaces destinées à s'appliquer contre le cadre en service. Dans le cas présent, le couvercle renversé C est du type ouvert en haut, présentant une structure de nervures en nid d'abeilles r qui se dresse relativement à une plaque de fond p, son contour périmétral étant défini par des rebords latéraux et terminaux f faisant également corps avec la plaque de fond. En conséquence, ce sont les surfaces extérieures s et si des rebords f et la région marginale de la plaque de fond p, respectivement, qui sont usinées. On comprend que le cadre pourrait être moulé à d'autres configurations de couvercle C, la base 2 du gabarit ayant une configuration appropriée pour mettre obligatoirement le couvercle en place. The marginal step segments 3 having the above shape are designed to receive and install a cast iron cover C, machined at its surfaces intended to be applied against the frame in service. In the present case, the inverted cover C is of the open top type, having a honeycomb rib structure r which stands relatively to a bottom plate p, its perimeter contour being defined by lateral and terminal edges f also integral with the bottom plate. Consequently, it is the outer surfaces s and if the edges f and the marginal region of the bottom plate p, respectively, which are machined. It is understood that the frame could be molded to other cover configurations C, the base 2 of the template having an appropriate configuration to obligatorily put the cover in place.
Aux bords inférieurs de la base 2 sont fixés convenablement, par exemple par charnière en 6, quatre volets latéraux 7 à extrémités en onglet. Lorsqu'ils sont complètement dressés comme on l'a représenté, les volets forment un cadre continu autour de la base et s'inclinent vers l'extérieur en s'écartant de la base, sous un angle déterminé par les côtés 8 de la base, inclinés de façon correspondante. Tous moyens appropriés peuvent être prévus pour retenir les volets dans cette position de moulage, par exemple un mécanisme à libération rapide sous forme de pinces à ressort (non représentées). Du côté intérieur, chaque volet 7 est muni d'une protubérance 9 dirigée vers l'intérieur. Ou encore, la protubérance 9 de chaque volet 7 est munie d'encoches transversales 10 (voir fig. 2). The lower edges of the base 2 are suitably fixed, for example by hinge at 6, four lateral flaps 7 with mitered ends. When fully erected as shown, the flaps form a continuous frame around the base and tilt outward away from the base, at an angle determined by the sides 8 of the base , tilted correspondingly. Any suitable means can be provided to retain the flaps in this molding position, for example a quick release mechanism in the form of spring clips (not shown). On the inside, each flap 7 is provided with a protrusion 9 directed inwards. Or, the protuberance 9 of each flap 7 is provided with transverse notches 10 (see fig. 2).
Le gabarit 1 est complété par un volet supérieur 11 qui se met en place sur des broches verticales 12 portées par la base 2, de manière à s'appliquer sur la plaque p du couvercle C, et qui est retenu contre le couvercle par tous moyens appropriés tels que des coins 13, The template 1 is completed by an upper flap 11 which is placed on vertical pins 12 carried by the base 2, so as to be applied to the plate p of the cover C, and which is retained against the cover by any means suitable such as corners 13,
comme on l'a représenté. Une garniture 14, qui peut être en Néo- as shown. A trim 14, which may be in Neo
prène, est prévue entre le volet supérieur 11 et la plaque de couvercle p pour rattraper toutes irrégularités qui peuvent exister dans la surface de la plaque. La garniture 14 sera collée au volet supérieur 11. takes, is provided between the upper flap 11 and the cover plate p to make up for any irregularities that may exist in the surface of the plate. The lining 14 will be glued to the upper flap 11.
Quand le gabarit est ainsi terminé, une cavité continue 15 est définie entre le volet supérieur 11 et les quatre volets latéraux 7 jusqu'au rebord 4 de la base 2 du gabarit et au voisinage des surfaces s et si du rebord f et du bord de la plaque p du couvercle C. On introduit une matière durcissable m dans cette cavité 15 pour la remplir et, quand cette matière est suffisamment solidifiée, on enlève le volet supérieur 11 et on rabat vers le bas les volets latéraux 7 de manière à pouvoir retirer le cadre F moulé en matière durcissable m dans la cavité, en même temps que le couvercle C. Etant donné que le cadre F a été moulé sur les surfaces du couvercle C qui doivent s'y appliquer, on obtient une adaptation parfaite et aucune opération de finissage n'est nécessaire. When the template is thus finished, a continuous cavity 15 is defined between the upper flap 11 and the four side flaps 7 up to the rim 4 of the base 2 of the template and in the vicinity of the surfaces s and if the rim f and the edge of the plate p of the cover C. A curable material m is introduced into this cavity 15 to fill it and, when this material is sufficiently solidified, the upper flap 11 is removed and the side flaps 7 are folded down so that it can be removed the frame F molded in curable material m in the cavity, at the same time as the cover C. Since the frame F has been molded on the surfaces of the cover C which must be applied to it, a perfect adaptation is obtained and no operation finishing is necessary.
Comme on le voit, le cadre moulé d'une seule pièce F comprend quatre barres périmétrales b présentant chacune une base de section en U, s, formée par la protubérance correspondante 9 qui moule un évidement dans la barre et de laquelle se dresse une aile marginale 1. Des nervures transversales de renforcement (non représentées) seront moulées dans chaque barre de cadre b par les évidements 10 des protubérances de volet 9. En service, le cadre F sera bien entendu renversé relativement à l'orientation représentée et la base s sera convenablement fixée de façon permanente autour de l'embouchure d'une fosse s'ouvrant dans un sol, etc. On posera le couvercle correspondant C dans le cadre F, de façon que ses surfaces usinées s et si s'appliquent contre les surfaces de la base s et de l'aile 1 du cadre, moulées de façon correspondante, pour former avec elles une interface étroitement adaptée et pour empêcher la pénétration de corps étrangers. As can be seen, the one-piece molded frame F comprises four perimeter bars b each having a U-shaped section base, s, formed by the corresponding protuberance 9 which molds a recess in the bar and from which stands a wing marginal 1. Cross reinforcement ribs (not shown) will be molded in each frame bar b by the recesses 10 in the shutter protrusions 9. In use, the frame F will of course be inverted relative to the orientation shown and the base s will be suitably fixed permanently around the mouth of a pit opening into a ground, etc. The corresponding cover C will be placed in the frame F, so that its machined surfaces s and if are applied against the surfaces of the base s and of the wing 1 of the frame, correspondingly molded, to form an interface with them. closely adapted and to prevent the penetration of foreign bodies.
La matière durcissable sera avantageusement le béton, de préférence renforcé, par exemple, par des fibres de verre, des fibres d'acier ou de la résine d'époxyde. Au lieu d'incorporer le renforcement au béton liquide, on pourrait poser dans la cavité une armature telle qu'un grillage d'acier pour renforcer le béton in situ. The curable material will advantageously be concrete, preferably reinforced, for example, with glass fibers, steel fibers or epoxy resin. Instead of incorporating the reinforcement into liquid concrete, a reinforcement such as a steel mesh could be placed in the cavity to reinforce the concrete in situ.
Les volets supérieur et à charnière et la base du gabarit pourraient avantageusement être en bois ou en toute autre matière, par exemple en résine de mélamine, permettant de former une paroi de moule vis-à-vis du béton. Pour permettre de retirer plus facilement les volets du cadre moulé et pour assurer que la surface extérieure moulée du cadre présente un profil net et non abîmé, on peut appliquer aux surfaces de moulage tout agent de démoulage approprié. The upper and hinged flaps and the base of the template could advantageously be made of wood or any other material, for example melamine resin, making it possible to form a mold wall with respect to concrete. To make it easier to remove the flaps from the molded frame and to ensure that the molded outer surface of the frame has a clean, undamaged profile, any suitable release agent can be applied to the molding surfaces.
On peut mouler des cadres, un à la fois ou par plusieurs, en utilisant plusieurs gabarits adjacents. U est prévu qu'un seul gabarit puisse être subdivisé pour mouler simultanément plusieurs cadres ou pour mouler un cadre à plusieurs travées logeant plusieurs couvercles dont chacun serait utilisé dans le processus de moulage. Bien que les volets soient représentés articulés à la base du gabarit, d'autres moyens de fixation peuvent être également appropriés. Il faut souligner que le cadre représenté présentant une base à section en Ü n'est qu'une configuration parmi beaucoup d'autres que l'on peut mouler en utilisant la technique décrite. Cette technique permet de fabriquer un cadre en une seule opération, à savoir par moulage, et de l'adapter pendant le processus de moulage au couvercle destiné à servir avec le cadre. Bien que cette adaptation optimale soit préférable pour assurer une interface étroitement ajustée, on peut avoir en stock une série de couvercles pour le moulage et adapter ensuite à d'autres couvercles des cadres moulés avec ces couvercles. Frames can be molded, one at a time or in groups, using several adjacent templates. It is intended that a single template can be subdivided to mold several frames simultaneously or to mold a frame with several spans housing several covers each of which would be used in the molding process. Although the flaps are shown articulated at the base of the template, other fixing means may also be suitable. It should be emphasized that the frame shown having a base with a Ü section is only one configuration among many others which can be molded using the technique described. This technique makes it possible to manufacture a frame in a single operation, namely by molding, and to adapt it during the molding process to the cover intended to be used with the frame. Although this optimal adaptation is preferable to ensure a tightly adjusted interface, a series of covers for molding can be kept in stock and then molded frames are fitted with these covers to other covers.
Bien que le béton armé soit préférable comme matière de moulage, on peut utiliser d'autres matières qui peuvent être coulées ou moulées, comme les alliages métalliques ou les matières plastiques de synthèse, et adapter le procédé et l'appareil de moulage de la façon voulue. Although reinforced concrete is preferable as a molding material, other materials that can be cast or molded, such as metal alloys or synthetic plastics, can be used and the molding process and apparatus can be adapted in the way wanted.
On peut effectuer le processus de moulage à distance du chantier, dans une usine, ou bien on pourrait effectivement mouler des cadres en position sur place, en utilisant, si on le désire, des gabarits jetables à simple volet. The molding process can be carried out remotely from the site, in a factory, or one could actually mold the frames in position on site, using, if desired, disposable templates with single flap.
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Des mesures peuvent être prises, à l'intérieur du cadre en béton armé, pour des prisonniers en métal ou en matière plastique conçus pour recevoir des attaches fixant fermement le couvercle de trou de visite au cadre. Measures may be taken, inside the reinforced concrete frame, for metal or plastic prisoners designed to receive fasteners securely fixing the manhole cover to the frame.
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On a essayé des cadres moulés en béton armé. De façon inattendue, le couvercle et le cadre adaptés présentaient une bien plus grande résistance à la charge qu'un cadre formé de plusieurs barres. Il semble que cela soit dû à l'ajustement plus étroit que l'on peut obtenir entre le couvercle et le cadre par la technique de moulage dé- 0 crite, qui permet d'obtenir, entre ces composants, des interstices ne dépassant pas 38 nm, alors que, avec le cadre usiné classique à plusieurs barres et le couvercle en fonte, les tolérances de fabrication sont de l'ordre de 0,25 mm. Par suite, alors que, avec cette dernière construction, un couvercle cède sous une charge d'environ 301, le couvercle et le cadre selon le présent mode d'exécution résistent encore à 601. La conclusion est que l'on peut utiliser des sections de couvercle et de cadre plus minces qu'antérieurement, avec les économies qui en résultent, s'ajoutant à celles que l'on obtient par la technique de fabrication plus simple ainsi qu'aux réductions de poids du 2Q couvercle. We tried molded reinforced concrete frames. Unexpectedly, the adapted cover and frame exhibited much greater resistance to load than a frame formed of several bars. It seems that this is due to the narrower adjustment that can be obtained between the cover and the frame by the described molding technique, which makes it possible to obtain, between these components, gaps not exceeding 38 nm, whereas, with the conventional machined frame with several bars and the cast iron cover, the manufacturing tolerances are of the order of 0.25 mm. As a result, while, with this latter construction, a cover yields under a load of approximately 301, the cover and the frame according to the present embodiment still resist 601. The conclusion is that sections can be used thinner cover and frame than before, with the resulting savings, in addition to those obtained by the simpler manufacturing technique as well as the weight reductions of the 2Q cover.
On a trouvé aussi qu'il n'est pas nécessaire d'usiner les surfaces du couvercle qui doivent s'appliquer contre le cadre, car la technique de moulage assure qu'un cadre s'ajuste excellemment à un couvercle non usiné servant à le mouler, assurant pratiquement la même étan-chéité et la même résistance que lorsque le couvercle présente des surfaces usinées. It has also been found that it is not necessary to machine the surfaces of the cover which must be pressed against the frame, since the molding technique ensures that a frame fits excellently to an unmachined cover used for the mold, ensuring practically the same seal and resistance as when the cover has machined surfaces.
Pour permettre de retirer facilement un couvercle non usiné de son cadre moulé, en le faisant glisser, les surfaces d'adaptation non usinées du couvercle sont de préférence revêtues d'une matière à faible frottement telle qu'un vernis de polyuréthanne ou un revêtement de silicone ou de polytétrafluoréthylène. To allow easy removal of a non-machined cover from its molded frame, by sliding it, the non-machined adapter surfaces of the cover are preferably coated with a low friction material such as a polyurethane varnish or a coating of silicone or polytetrafluoroethylene.
Un autre gabarit de moulage pourrait être formé d'une feuille flexible, par exemple de polychlorure de vinyle mince ou d'un caoutchouc de silicone ou de polyuréthanne, façonnée de manière à présenter une base et des parois latérales solidaires dressées, ces dernières étant soutenues extérieurement par un élément de formage rigide. Après moulage, l'élément de formage étant enlevé, on décollera la feuille du cadre moulé. Une telle feuille flexible n'aurait pas besoin d'être revêtue d'un agent de démoulage et constituerait un gabarit jetable peu coûteux pouvant servir sur place ou dans une usine. La paroi de base du gabarit décollable, comme celle du gabarit latéral à charnière, reposerait sur une table de moulage appropriée que l'on ferait vibrer par des moyens classiques pour assurer un remplissage uniforme de la cavité de moule. Il est envisagé d'utiliser encore un volet supérieur avec le gabarit décollable. Another molding template could be formed from a flexible sheet, for example of thin polyvinyl chloride or of a silicone rubber or of polyurethane, shaped so as to have a base and erected integral side walls, the latter being supported. externally by a rigid forming element. After molding, the forming element being removed, the sheet will be peeled from the molded frame. Such a flexible sheet would not need to be coated with a release agent and would constitute an inexpensive disposable template which can be used on site or in a factory. The base wall of the removable template, like that of the hinged side template, would rest on an appropriate molding table which would be vibrated by conventional means to ensure uniform filling of the mold cavity. It is envisaged to still use an upper flap with the removable template.
R R
1 feuille dessins 1 sheet of drawings
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