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'PROCEDE DE FABRICATION DE CLEFS A
TUBES".
La présente invention concerne un procédé de fa- brication de clefs telles, par exemple, que les clefs à tu- bes, appelées parfois "Stillsons", et les clefs à molette et elle vise, plus particulièrement, un procédé de fabri- cation de ces clefs par forgeage.
Suivant ce procédé, on forme, de préférence dans une machine à forger à marteau, un flan qui comprend la barre, ou manche, de clef et une cage d'un seul tenant.. On
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enlève la bavure et on chauffe ensuite le flan, ou ébauche ainsi venue de forge, à la température convenable, puis on le place dans les matrices d'une machine à forger.
Pendant qu'il est dans la machine à forger, et par des opérations successives, on forme dans la cage une ouverture ou fenêtre totalement ou partiellement renfermée, pour la molette ou écrou, on perce à travers cette cage un canal longitudinal coupant la fenêtre, on forme sur la dite cage des oreilles adjacentes à la fenêtre et on peut former, dans la barre, une rainure longitudinale s'étendant sur toute la longueur de la cage, pour permettre l'insertion d'un ressort dans la fabrication des clefs à tubes. Si on le désire, le procédé peut comprendre une opération de plus, à savoir : la formation, dans la rainure pour le ressort, d'une dé- pression ou évidement situé au droit de la fenêtre pour ser- vir de portée pour une portion du ressort.
Toutes ces opé- rations mentionnées en dernier lieu sont effectuées, de préférence, dans des matrices de machine à forger convena- bles, en une seule chaude, bien que le procédé puisse être mis en pratique de diverses façons. Par exemple, le procédé implique habituellement trois opérations de perçage distinctes pour achever le canal et la rainure de ressort, dans la cage.
Il peut être reconnu désirable de n'employer que les deux premières opérations de perçage pour former une partie du canal et de la rainure de ressort et de remplacer la troi- sième opération de perçage par une ou plusieurs fraises dans le but de terminer le canal et la rainure de ressort. La dépression, ou évidemment, dans la rainure de ressort peut être fraisé après que le canal, la fenêtre et la rainure de ressort ont été formés dans la machine à forger. La fenêtre n'exige point d'être formée dans la machine à forger mais peut être fraisée, en particulier lorsque la clef est établie sans un pont par-dessus, ce qui constitue, lorsque la clef se trouve dans une position horizontale, les parois,
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ou parties, de gauche et de droite de la fenêtre.
Dans la pratique, le présent procédé s'est montré plus économi- que, et satisfaisant, d'une manière générale, que les pro- cédés actuels.
Sur les dessins ci-joints ;
Figs. 1 et lA sont des élévations, en bout et latérale, respectivement, du flan arrès qu'il a subi la première opération de forgeage et avant son introduction dans les matrices de machine à forger;
Figs. 2 et 2A sont des vues similaires aux Figs. précédentes, représentant l'opération de poinçonnage d'une fenêtre ou ouverture dans la cage;
Figs. 3 et 3A représentent la première opération de perçage pour former le canal longitudinal et la rainure de ressort dans la cage;
Figs. 4 et 4A représentent la seconde opération de perçage et montrent un morceau ou tronçon de métal, repoussé au poinçon , logé dans la fenêtre ou ouverture;
Figs. 5 et 5A représentent la seconde opération de poinçonnage pour enlever de l'ouverture ou fenêtre le tronçon de métal;
Figs. 6 et 6A représentent l'opération de perçage finale pour terminer le canal longitudinal et la rainure longitudinale pour le ressort;
Figs. 7 et 7A sont des élévations, en bout et la- térale, représentant la barre de clef et la cage d'un seul tenant, terminées, des Figs. précédentes;
Figs. 8 et 8A sont des vues représentant la clef des Figs. précédentes pourvue d'une portée ou dépression, pour le ressort, en plus de la rainure de ressort;
Figs. 9 à 16A, inclusivement, sont des vues, correspondant aux figs. 1 à 8A, inclusivement, représen- tant la suite d'opérations de forgeage pour faire une clef d'une disposition différant légèrement de celle des figs.
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précédentes ;
Figs. 17 à 24A , inclusivement, sont des vues, correspondant aux deux groupes précédents, Figs. 1 à 8A et 9 à 16a, respectivement, représentant la suite d'opérations à faire pour le forgeage d'une clef d'une autre disposi- tion encore.
Figs. 7 et 7A, plus particulièrement, représen- tent une disposition de barre de clef avec cage d'une seule pièce avec elle. - 10 désigne, dans son ensemble, une barre ou manche ayant une mâchoire ou mors 11 et une cage, désignée dans son ensemble par 12, le tout d'un seul tenant. La cage est pourvue d'un canal longitudinal 13, dont les parois 13a sont de préférence parallèles à l'axe longitudinal de la barre ou manche. Cette cage présente également une ouverture ou fenêtre transversale 14 dont les parois de gauche et de droite (en considérant la barre ou manche dans la position horizontale dans laquelle elle est représentée sur les dessins) 15 et 16 convergent vers la paroi inférieure du canal et la barre 10. Comme ctest représenté, les parties inférieures des parois 15 et 16 sont parallèles;.en 15a et 16à.
La cage présente sur des côtés opposés, en des points adjacents aux parois de gauche et de droite 15 et 16, des oreilles ou saillies 17 et 18, respectivement, qui constituent des prolongements de ces parois. La cage est également pourvue, pour la récep- tion d'un ressort, d'une rainure longitudinale 19 qui, comme représenté, s'étend sur toute la longueur de la cage et est située au-dessous du canal longitudinal 13.
Il est parfois désirable, comme c'est représenté en particulier aux Figs. 8 et 8A, de munir la barre d'une portée de ressort, ou dépression, 20 qui est située à l'intérieur de la rainure 19 , destinée à recevoir le ressort, et peut. avoir une section affectant la forme d'un segment de cercle.
On a représenté, aux Figs. 1 à 6A, inclusivement,
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une suite d'opérations employées pour fabriquer, suivant le procédé de l'invention, la clef des Figs. 7 et 7A ou
8 et 8A.
On prépare d'abord, de préférence parorgeage au marteau, ou dans tout autre appareil à forger convenable, le flan ou ébauche de Figs. 1 à 1A qui comprend une barre ou manche 10, une mâchoire ou mors 11 et une cage 12, le tout d'un seul tenant, la cage présentant sur des côtés opposés des dépressions qui délimitent le contour de la fenêtre finie 14 de Fig. 7A. Une toile ou cloison de métal, 21, sépare ces dépressions. La cage possède une paire d'oreilles de droite 18 adjacentes aux parois de droite des dépressions. Elle présente également des dépressions 22 formées dans ses parois latérales opposées et adjacentes aux parois de gauche des dépression)de fenêtre. Après que le flan ainsi déàrit a été formé, on le laisse refroidir et l'on enlève la bavure usuelle.
On le réchauffe ensuite à un degré prédéterminé et on le place dans les matrices d'une machine à forger convenable dans laquelle les opérations suivantes d'achèvement de la barre et de la cage sont accomplies.
La première opération effectuée dans la machine à forger est représentée aux Figs. 2 et 2A et consiste à for- mer la fenêtre ou ouverture 14 au .uoyen d'un poinçon 23 dont la section correspond au contour de la fenêtre.
L'opération suivante est accomplie par un outil perceur, tel que l'outil 24 qui est pourvu sur sa fac.e ou bord inférieur d'une nervure longitudinale, 24a, disposée centralement.
Comme c'est représenté à la Fig. 3A, l'outil 24 est enfoncé dans le métal de la cage, dans la direction de la flèche, et forme la première partie du canal longitudinal et de la rainure de ressort en même temps qu'il refoule devant lui du métal qui flue pour remplir les dépressions 22 et former la paire d'oreilles de gauche 17. Des évidementsconvenables,
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existant dans les matrices (non représentées) et ayant la fori,ie des oreilles finies, reçoivent le métal fluant déplacé par l'outil perceur. La seconde opération de per- çage représentée aux figs. 4 et 4A, est effectuée par un outil perceur 25 ayant une nervure 25a correspondant à la nervure 24a du premier outil perceur.
L'outil 25 pénètre dans les parties précédemment formées du canal et de la rai- nure, dans la direction de la flèche, et prolonge ce canal et cette rainure jusqu'à un point qui coupe la fenêtre ou ou- verture 14. Pendant cette opération un tronçon ou lingot de métal, indiqué en M , est poussé dans la fenêtre 14.
L'opération suivante est représentée aux figs. 5 et 5A et est effectuée par le poinçon 23 que l'on enfonce à nouveau et qui pousse au dehors le lingot de métal M en débarrassant par cela même l'ouverture ou fenêtre 14. Figs. 6 et 6A représentent l'opération suivante qui est effectuée par un troisième outil perceur 26 . Cet outil est également pourvu, sur sa face inférieure, d'une nervure ou saillie longitudina- le 26a. Il est forcé à travers le canal et la rainure par- tiellement terminés et.enlève le métal qui se trouve à l'intérieur de la cage, pour compléter ou achever le canal longitudinal et la rainure de ressort. Pendant l'opération de perçage, l'outil 26 enlève de la cage un tronçon ou lingotde métal, S. qui tombe dans un espace prévu à l'inté- rieur des matrices.
L'outil est ensuite retiré et la pièce constituée par la barre et la cage terminées est représen- tée aux Figs. 7 et 8.
Il peut être, parfois, désirable de faire usage d'une disposition spéciale de ressort, avec des clefs faites suivant le procédé précédemment décrit et, dans des cas de ce genre, on ajoute au procédé une opération addi- tionnelle qui peut être effectuée dans la machine à forger, par une matrice ou poinçon convenable, pour former dans la barre une portée de ressort ou dépression 20 (fig. 8A). La portée de ressort peut d'ailleurs être formée, après que
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la barre et la cage, finies, ont été enlevées de la machine à forger et refroidies, de tute manière convenable comme, par exemple, au moyen d'une fraise. En d'autres termes, la formation de l'évidement ou portée de ressort est faculta- tive et dépend de la disposition de ressort dont on a l'intention de faire usage avec la clef.
Il est à noter que t utes les opérations représen- tées aux Figs. 2 à 8A inclusivement sont de préférence ef- fectuées dans une machine à forger, en une seule cnaude; ou bien, si on le désire, les opérations représentées aux Figs. 2 à 7A inclusivement peuvent être accomplies dans une telle machine, l'opération supplémentaire qui consiste à former la portée de ressort de Fig. 8A étant effectuée, après que le flan fini a été retiré des matrices de la ma- chine à forger, de toute manière convenable.
Aux Figs. 9 à 16A inclusivement, on a représenté le procédé de formation de la barre et de la cage, d'un seul tenant, d'une clef dans laquelle la cage est d'une construction un peu différente. Les opérations sont sensi- blernent les mêmes que celles employées pour former la clef des Figs. précédentes.
Figs. 15 et 15A montrent la pièce, barre et cage, terminée. La barre ou manche, 110, est pourvue d'une mâchoi- re ou mors 111 et d'une cage, désignée dans son ensemble par 112, d'une seule pièce avec elle. La cage est pourvue d'un canal longitudinal 113 ayant des parois 113a qui sont de préférence parallèles à l'axe longitudinal de la barre ou manche, 110. La cage présente également une ouverture ou fenêtre transversale partiellement renfermée, 114, pourvue de parois de gauche et de droite 115 et 116 , respectivement.
A la paroi de gauche 115 sont adjacentes, sur des côtés opposés de la cage, une paire d'oreilles ou saillies 117.
A la paroi de droite 116 sont adjacentes une paire d'oreilles similaires 118. Ces paires d'oreilles forment des prolonge- ments des parois de gauche et de droite de l'ouverture ou /
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fenêtre 114. La cage présente une rainure longitudinale 119, destinée à la réception d'un ressort et s'étendant sur toute sa longueur. Cette rainure est située au-dessous du canal 113.
Dans certains cas, il peut être désirable de faire usage, avec la clef-, d'une disposition spéciale de ressort et, dans ces cas, il est prévu, en plus de la rainure lon- gitudinale 119, une portée de ressort, ou évidement 120 qui est de préférence situé dans la dite rainure, au-dessous de l'ouverture ou fenêtre 114.
Aux Figs. 9 et 9A, le flan est représenté tel qu'il sort de la première opération de forgeage, qui est de préfé- rence effectuée par un mouton ou un marteau à vapeur ; bien le métal peut être partiellement forgé sous un marteau à soulèvement ou martinet, ou entre' des cylindres forgeurs tournants, pour produire ce flan. Ce dernier comprend une barre ou manche 110 ayant une mâchoire ou mors 111 et une cage désignée dans son ensemble par 112, le tout d'un seul tenant. La cage est pourvue de dépressions de fenêtre, for- mées dans des parois latérales opposées, qui délimitent le contour de l'ouverture ou fenêtre finie de Fig. 15A, les dépressions étant séparées par une toile ou cloison 121.
La cage est pourvue, sur des côtés opposés, d'oreilles ou saillies 118 adjacentes aux parois de droite des dépres- sions. Aux parois de gauche de ces dépressions sont adja- centes des dépressions 122 où des oreilles de gauche seront formées par une opération de forgeage.
Après que le flan a subi la première opération de forgeage, on enlève la bavure usuelle et on chauffe le flan, tel qu'il est représenté aux Figs. 9 et 9A, à la température appropriée puis on le place dans des matrices convenables, dans une machine à forger. Ces matrices présentent des évi- dements, y formés, pour recevoir les oreilles 118 et sont pourvues d'évidements similaires qui coïncident avec les dépressions 122.
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La première opération, dans la machine à forger, est représentée aux Figs. 10 et 10A et est effectuée par un poinçon 230 dont la section correspond à la forme de l'ouver- ture ou fenêtre terminée, 114 (Fig. 15A). Le poinçon enlève la toile 121 et complète l'ouverture ou fenêtre. L'opération suivante (Figs. 11 et 11A) est l'opération initiale de perçage du canal, qui est effectuée par un outil perceur 240 présen- tant sur son bord inférieur 'une nervure longitudinale cen- trale 240a. Cet outil est enfoncé dans le métal de la cage, dans la direction de la flèche, et déplace le métal pour former la première section du canal longitudinal et de la rainure destinée à la réception d'un ressort. L'outil 240 perce le métal de la cage au degré représenté à la fig. 11A.
Pendant cette première opération de perçage, les oreilles de gauche 117 sont simultanément formées en raison du fait que le mé- tal est déplacé à mesure que l'outil perceur pénètre dans la cage et que ce métal flue dans les évidements opposés des matrices, dont il a été question ci-dessus.
Figs. 12 et 12A représentent la seconde opération de perçage, qui est effectuée par un outil perceur 250 ayant une nervure 250a. Cet outil est enfoncé, dans la direction de la flèche, dans le canal et la rainure de ressort par- tiellement formés et déplace davantage de métal pour prolon- ger le canal et la rainure à travers la fenêtre 114. L'ou- til perceur refoule un lingot ou tronçon de métal, L, devant lui et dans l'espace constituant l'ouverture ou fenêtre.
Figs. 13 et 13A représentent l'opération suivante, à savoir: l'enlèvement du tronçon de métal L de l'intérieur de la fenêtre 114.Cela est accompli au moyen du poinçon 230 (Fig. 10). L'opération suivante est l'opération de perçage finale qui est représentée aux Figs. 14et 14A et est accom- plie au moyen d'un outil perceur 260 présentant une nervure longitudinale 260a. Cet outil est un peu plus long que les outils perceurs précédents et est enfoncé dans la direction de la flèche pour achever le canal et la rainure de ressort
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de façon que ceux-ci s'étendent entièrement à traversla cage. Pendant cette dernière opération de perçage, un lingot de métal T est forcé hors de la cage, devant l'outil perceur.
L'outil 260 est ensuite retiré et l'on enlève de la machine à forger la pièce, barre et cage, terminée (Fig. 15A).
Il peut être désirable d'employer avec la clef de Fig. 15A une disposition spéciale de ressort et, s'il en est ainsi, on peut former dans la rainure 119 une portée de ressort ou évidement 120 (Figs. 16 et 16A). Cette portée peut être formée pendant que le flan se trouve dans la machine à forger, ou plus tard, après que le flan a été enlevé et refroidi, de toute manière convenable comme, par exemple, au moyen d'une fraise. L'évidement ressemble à celui de Fig..8 et a de préférence une section affectant la forme d'un segment de cercle.
La fenêtre n'exige pas d'être formée dans la ma- chine à forger, mais peut être fraisée, opération que faci- lite, dans cette disposition particulière de clef, l'absence de pont par-dessus les parois de gauche et de droite de la fenêtre.
Aux Figs. 17 à 24A inclusivement, on a représenté une autre disposition encore de clef qui est, néanmoins, formée sensiblement par le même procédé que celui employé pour former les clefs des Figs. précédentes. La barre et la cae, d'une seule pièce, terminées sont représentées aux Figs. 23 et 23A. La barre ou manche de clef, 210, comprend une mâchoire ou mors 211 et une cage désignée dans son ensemble par 212, le tout d'un seul tenant. La cage présente un canal longitudinal 213 dont les parois 213a sont de pré- férence parallèles à l'axe longitudinal de la barre. Elle est également pourvue d'une ouverture ou fenêtre transversale partiellement renfermée , 214, ayant des parois de gauche et de droite 215 et 216, respectivement.
La cage possède une paire d'oreilles, 217, formées sur des parois latérales oppo-
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sées, qui sont adjacentes à la paroi de gauche 215 de l'ou- verture ou fenêtre. Ces oreilles constituent des prolonge- ments de cette paroi 215.La barre présente également une rainure longitudinale, 219, pour un ressort.
Comme c'était le cas avec les deux dispositions de clef précédentes, il peut être désirable de faire usae, avec la présente clef, d'une disposition spéciale de ressort et, si l'on se reporte aux Figs. 24 et 24A, on verra qu'on y a représenté une portée de ressert ou évidement, 220 situé dans la rainure 219 et placée au-dessous de la fe- nêtre 214. L'usage de cette portée de ressort est facultatif.
Figs. 17 et 17A représentent le flan originel tel qu'il sort de la première opération de forgeage, laquelle peut être effectuée par un mouton ou un marteau à vapeur; ou bien le flan peut être partiellement forgé sous un mar- teau à soulèvement ou un martinet, ou entre des cylindres forgeurs tournants. Après que le flan a subi la première opération de forgeage, ou enlève la oavure usuelle et le flan est alors prêt à être placé dans les matrices de la machine à forger. Comme c'est représenté, le flan comprend une barre ou manche 210, ayant une mâchoire ou mors 211 et une cage, désignée dans son ensemble par 212, le tout d'une seule pièce.
La cage est pourvue , sur des faces ou côtés opposés, de dépressions qui délimitent le contour de l'ouver- ture ou fenêtre finie 214 qui est terminée par une cpération subséquente. Ces dépressions sont séparées par une toile ou cloison 221. La cage est également pourvue, sur des parois latérales opposées, d'une paire de dépressions 222, adjacentes aux parois de gauche des dépressions de fenêtre.
On place le flan dans les matrices de la machine à forger et la première opération consiste en une opération de poinçonnage effectuée par un poinçon 330 qui enlève la toile 221 existant entre les dépressions de fenêtre et forme l'ouverture ou fenêtre partiellement renfermée, ou entourée, 214. L'opération suivante, qui est représentée aux
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Figs. 19 et 19A et constitue la première opération de perçage pour la formation du canal longitudinal et de la rainure de ressort, est effectuée par un outil perceur 340 présentant, sur sa face ou bord inférieur, une nervure longitudinale 340a disposée centralement.
L'outil est enfoncé,dans la direction de la flèche,.dans le métal de là cage et perce celle-ci au degré représenté à la fig. 19A, la nervure 340a formant, simultanément là partie ou section de gauche de la rainure de ressort. Pendant la formation du canal longitudinal et de la rainure de ressort, une certaine partie du métal qui se trouve à l'intérieur de la cage est déplacée par l'outil et flue'dans des évidements opposés, existant dans les ma- trices forgeuses, pour former lesoreilles 217. L'opération suivante (Figs. 20 et 20A) est effectuée par un second outil perceur 350 , relativement plus long que l'autre et présen- tant, comme ce dernier, une nervure 350a.
L'outil est poussé ou enfoncé, dans la direction de la flèche (Fig. 20A) et prolonge le canal longitudinal-et la rainure de ressort, simultanément, à travers la cage jusqu'à l'ouverture ou fenê- tre 214. Pendant cette opération, l'outil 350 enlève de l'intérieur de la cage un lingot ou tronçon de métal, U, et le repousse dans l'espace formant là fenêtre.
L'opération suivante est représentée aux Figs. 21 et 21A et est effectuée par le poinçon 330 (Fig. 18) qui, amené en prise avec le tronçon de métal U, enlève celui-ci de l'intérieur de l'ouverture ou fenêtre 214.
L'opération suivante est une opération de perçage et est accomplie par un outil perceur 360 présentant une nervure 360a. En se reportant à la Fig. 22, on verra que l'outil 360 est enfoncé;dans la direction de la flèche à travers le canal longitudinal et la rainure de ressort partiellement terminés et achève le canal longitudinal à travers la partie de droite de la cage, en prolongeant simultanément la rai- nure de ressort entièrement à travers cette cage. On notera @
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qu'un tronçon de métal, X, est poussé hors de la cage devant l'outil perceur. La clef terminée est représentée aux Figs.
23 et 23A. Comme il en a été question précédemment, s'il était désirable de former une clef capable de recevoir un type spécial de ressort, on pourrait effectuer l'opération additionnelle consistant à former la portée de ressort, ou évidement, 220. Cette opération est, bien entendu, faculta- tive et peut être effectuée dans la machine à ferrer ou, ('près que la uarre et cage de clef' d' me seule pièce a 0té cnle- vée de lamachine, de tente manière convenable comme, par exem- ple, au moyen d'une fraise convenable.
En ce qui concerne la façon de procéder représentée aux Figs. 17 à 24A inclusivement, on pent reconnaître déci- rable de compléter ou terminer la partie extrême de droite du canal longitudinal et de la rainure :le ressort, dans la cage 212, au soyen d'une fraise, ou de plusieurs fraises; l'une pour achever le canal longitudinal et l'autre pour allon- ger ou compléter la rainure de ressort. En d'autres t?r- mes , l'opération effectuée par les fraises se substituerait à celle accomplie par l'outil perceur 360 (Fig, 22A).
La fenêtre n'exige d'ailleurs pas d'être formée dans la machine à forger, mais peut également être fraisée.
On voit, d'après ce qui précède, que l'invention offre un procédé entièrement nouveau de fabrication de barres de clefs avec cages d'une seule pièce, par forgeage, procédé conformément auquel le flan, ou pièce obtenue de forge, ori- ginel, formé par une presse à forger à marteau ou par tcute autre opération de forge convenable, est réchauffé à la tem- pérature appropriée et transféré à une machine à forger.
Cette machine effectue les opérations additionnelles nécessaires pour achever la barre et la cage (cette dernière présentant un canal longitudinal, une rainure de ressort et une ouverture ou fenêtre transversale qui coupe le canal longitudinal) en une seule chaude, de sorte que les pièces venues de forge, enlevées
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de la machine, n'exigent que les opérations de finissage usuel- les pour les rendre prêtes pour le montage.
Bien que l'on ait représenté trois dispositions de barres et cages de clefs qui peuvent être faites par le pro- cédé de l'invention, celle-ci envisage l'usage du procédé pour la fabric'ation de tous types de barres et cages de clefs forgées dans lesquels la barre ou manche et la cage sont d'une seule pièce, avec ou sans une ouverture ou fenêtre complè- tement ou partiellement renfermée ou entourée. Il rentre, bien entendu, dans le cadre de l'invention de former des barres et cages de clefs suivant le procédé précédemment dé- crit qui peut comprendre certaines des opérations précédem- ment indiquées, ou toutes ces opérations, dans tout ordre dé- siré. La suite particulière, ou ordre particulier, d'opéra- tions sus-mentionnée ne constitue qu'une des façons de mettre le procédé en pratique.