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Perfectionnements aux appareils et aux procédés pour le classement du bois d'oeuvre diaprés sa résistance aux contraintes.
Cette invention concerne des appareils et des procédés pour classer du bois d'oeuvre d'après sa résistance aux contrain- tes en le soumettant à une charge et en mesurant la flèche résul- tante ce qui permet de déterminer le taux de contrainte maximum que le bois peut supporter en toute sécurité. On a déjà proposé des machines dans lesquelles on fait passer longitudinalement le bois plané au moyen de rouleaux entraîneurs, la portée du bois com- prise entre deux jeux de rouleaux voisins étant soumise à une charge transversale déterminée, après quoi, on mesure la flèche transversa- le accusée par le bois.
Ainsi, au fur et à mesure que le bois tra- j verse la machine, le point d'application de la charge et la portée
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en charge se déplacent progressivement par rapport à la longueur du bois et le long de celle-ci et il en est de même du point où est appliqué le dispositif de mesure'de flèche. Les flèches peuvent être enregistrées de façon continue ou être utilisées pour actionner des dispositifs indicateurs, ,tels que des lampes, indiquant différents niveaux de flèche prédéterminés, les diffé- ' : rents bois qui passent dans l'appareil pouvant être classés en qualités prédéterminées correspondant à une classification.
Dans ces appareils, il faut donc appliquer un dispositif de mesure stationnaire à une surface du bois en mouvement pour me- surer la flèche instantanée de celui-ci en unpoint d'application mobile .relativement au dispositif. Ceci ne pose aucun propblème dans le cas de bois plané, dont la surface est relativement lisse et constitue un endroit de référence suffisamment plan, à partir duquel on peut mesurer les flèches. Toutefois, si l'on fait passer dans l'appareil un bois grossièrement scié, les imperfections de sa surface compliquent la mesure de la flèche, la grandeur des flèches à mesurer pouvant être du même ordre que celle des im- perfections superficielles de la face du bois scié sur laquelle le dispositif de mesure doit être appliqué.
Suivant le procédé conforme à la présente invention pour l'essai du bois d'oeuvre en vue de le classer d'après sa résistance aux contraintes, selon lequel on soumet le bois à une charge à moment de flexion connu, pour mesurer la flèche correspondante de la section chargée, on procède à la mesure de la flèche sur une surface lisse d'une rainure longitudinale rectiligne pratiquée dans une face du bois.
De préférence, on fait avancer le bois de façon continue longitudinalement par rapport à la zone d'application de la charge et par rapport au poste de mesure de la flèche pendant qu'on appli- que la chargeet qu'on mesure la flèche, et on procède à cette mesure de façon continue suivant une ligne de la surface de référence de. la rainure, à mesure que le bois chargé progresse, de sorte que ce
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dernier est soumis à un essai progressif, en substance sur toute sa longueur ou sur'la majeure partie de celle-ci.
La surface de la rainure constitue donc une surface de référence lisse d'où l'on peut mesurer les flèches du bois de .façon très satisfaisante. L'emploi d'une telle rainure, présen- tant une surface de référence lisse, écarte aussi les problèmes que pourrait poser le classement d'après leur résistance aux contraintes de bois gauchis ou déjetés.
La rainure de référence peut avantageusement être creusée progressivement, à mesure que le bois traverse longitudinalement l'appareil permettant le classement d'après la résistance aux contraintes. Suivant une autre caractéristique de l'invention, en effet, le procédé en question comprend le fraisage progressif de la rainure à surface lisse dans la face appropriée du bois, pendant le passage de ce dernier par les points de charge et de mesure de flèche, cette mesure étant effectuée en un point de la rainure fraîchement creusée situé en aval du point de fraisage.
L'essai consiste donc, par exemple, à faire avancer progressivement le bois grossièrement scié, dans le sens de sa longueur, entre des rouleaux entraîneurs, à appliquer une charge à moment de flexion prédéterminé au bois en mouvement qui passe dans une zone de charge fixe, à attaquer simultanément une surface du bois en mouvement à l'aide d'un outil de coupe se trouvant à poste fixe, pour creuser progressivement une rai- nure longitudinale à surface lisse dans la face considérée et à mesurer simultanément, à poste fixe, la flèche d'une surface de ' la rainure fraîchement formée, dans la zone chargée du bois.
Il peut être nécessaire de prévoir plus d'une rainure pour obtenir des mesures de flèche précises sur certaines formes' de bois d'oeuvre, par exemple lorsqu'il s'agit de planches gauchies en largeur et qu'il convient de mesurer la flèche en plus d'un endroit de la largeur du bois, soit sur une face soit sur deux fa- ces opposées, pour obtenir par une seule lecture la mesure de la
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flèche du bois..
Considérée sous un autre de ses aspects, l'invention a pour objet un appareil pour l'essai du bois d'oeuvre en vue de son classement d'après sa résistance aux contraintes, cet appareil comprenant en combinaison un dispositif pour appliquer au bois une charge à moment de flexion connu, un dispositif pour faire avancer le bois longitudinalement par rapport au dis- positif de charge et au-delà de celui-ci, pendant l'application de la charge, et un dispositif pour mesurer la flèche résultant de la charge appliquée en un point de la partie chargée du bois en mouvement, l'appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif destiné à creuser une rainure longitudinale, de façon continue, dans une face du bois en mouvement,
et étant construit et agencé de façon que l'on mesure la flèche en même temps que,1'on creuse la rainure et sur une ligne setrouvant sur une surface de la rainure fraîchement creusée.
Le dispositif servant à creuser la rainure peut compren- dre un outil à bois, parexemple'une fraise, monté à poste fixe où il attaque la face à rainurer du bois, des rouleaux entraîneurs faisant avancer le bols dans 'lequel l'outil creuse la rainure. '
Dans une forme d'exécution de l'invention, l'appareil comporte deux ou plusieurs outils de coupe montés de façon à atta- quer la même face ou des faces opposées du bois et à former un nombre correspondant de rainures parallèles à surface lisse dans la ou les faces attaquées,
ainsi qu'unnombre correspondant de dis- .positifs de mesure de flèche attaquant respectivement les surfaces des rainures pour mesurer la flèche du bois sous la charge appliquée.'
La présente invention a notamment pour avantage que la présence de la rainure longitudinale de référence constitue un moyen commode de vérifier sur place si le bois a bien été soumis à 2essai et classé selon sa résistance aux contraintes. '
Considérée sous un autre de ses aspects, l'invention a également pour objet le bois scié grossièrement présentant @@e
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ou plusieurs rainures longitudinales de référence et classé d'après sa résistance aux contraintes par le procédé d'essai décrit.
Le taux de contrainte jusqu'auquel le bois peut être utilisé peut être indiqué en teignant d'une couleur appropriée la ou les rainures.
L'invention peut être mise en oeuvre de différentes fa- çons dont l'une sera décrite ci-après, à titre d'exemple, avec ré- férence au dessin annexé, qui est une vue schématique, en perspecti- ve, de l'appareil pour le classement d'après sa résistance aux con- traintes de bois d'oeuvre grossièrement scié en planches.
L'appareil comprend deux rouleaux entraîneurs 10 et
11 dont les axes de rotation sont horizontaux et sont espacés horizontalement d'un(distance indiquée par la double flèche 12.
Les deux rouleaux entraîneurs 10 et 11 sont actionnés par des moyens non représentés, de façon à tourner dans le même sens, indiqué par les flèches 13. Directement sous les rouleaux d'entratnement 10 et 11 sont disposés respectivement des rouleaux porteurs 14 et 15, tourillonnant chacun dans des supports fixes
16, faisant partie d'un bâti de support fixe monté sur le socle non représenté de l'appareil. La distance verticale entre cha- cun des rouleaux d'entraînement 10 et 11 et le rouleau de sup- port correspondant 14 ou 15 est telle qu'une planche 17 puisse pas-. ser entre eux ; la planche est attaquée par les rouleaux entraîneurs
10 et 11 espacés et elle est déplacée longitudinalement dans le sens indiqué par la flèche 18.
Les rouleaux entraîneurs peuvent être sollicités par des ressorts vers les rouleaux porteurs cor- .respondants 14 et 15 et ils peuvent être soumis à l'action d'un dispositif amortisseur prévu sur le socle et le bâti de support f ixe.
L'appareil comprend en outre un cylindre de charge 20, dont l'axe de rotation horizontal se trouve à mi-distance entre les axes des rouleaux entraîneurs 10 et 11 et dont les deux extré- mités tourillonnent dans les extrémités supérieures de deux bras
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verticaux espacés 21, relies à leurs extrémités inférieures par une traverse 22. Les bras 21 supportant la traverse sont guides verticalement par des moyens non représentés mais ils ne peuvent se déplacer horizontalement. Une charge 23 est suspendue à la traverse 22 de façon que le cylindre de charge 20 applique une charge correspondante à la partie de la planche 17 se trouvant entre les deux rouleaux porteurs 14 et 15, au milieu de la portée 12.
Une fraise 25 calée sur un arbre de commande vertical
26, est montée sur le bâti de support de l'appareil de façon qu' elle attaque, comme le montre ledessin, l'un des bords longitudi- naux 27 de la planche 17, en un point situé en amont du rouleau entraîneur 10 et du rouleau porteur correspondant 14. Une source d'énergie (non représentée) actionnant son arbre 26, la fraise
25 tourne à grande vitesse et creuse, dans la tranche 27 de la planche, une rainure longitudinale lisse 28 présentant un fond vertical plan et lisse et deux faces latérales planes et lis- ses s'étendant horizontalement du fond de la rainure au bord de la planche.
Comme le montre le dessin, la rainure 28 règne sur toute la longueur de la tranche 27 de la'planche 17, depuis son extrémité d'entrée, qui est passée entre les rouleaux, jus- qu'au point où la tranche 27 est attaquée par la fraise 25; la rainure 28 existe donc sur la tranche de lapartie de la planche qui se trouve entre les rouleaux porteurs espacés 14 et 15 et est chargée par le cylindre de charge 20.
Un palpeur dont la broche 30 est engagée dans la rainure à surface lisse 28, constitue l'élément d'entrée d'un dispositif de mesure de flèche ou jauge de contrainte représenté schématique- ment en 31. Le dispositif 31 comprend une aiguille 32 qui donne, sur une échelle 33, une indication amplifiée des flèches détectées verticalement par la broche 30. La broche 30 étant engagée dans la rainure 28, les lectures faites sur l'échelle 33 constituent
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des mesures de la flèche que la partie de la planche 17 comprise entre les rouleaux porteurs 14 et 15 prend, sous le poids de la charge 23 appliquée au cylindre de charge 20.
Le fonctionnement de l'appareil de classement d'âpres la résistance aux contraintes décrit et illustré apparaît claire- ment. On introduit chaque planche 17 à classer diaprés sa résistan- ce aux contraintes, entre le premier rouleau entraîneur 10 et le rouleau porteur 14, de façon qu'elle soit attaquée par le rou- leau entraîneur et se déplacé longitudinalement dans le sens de la flèche 18, jusqu'à ce qu'elle s'engage entre les deux autres rouleaux espacés verticalement 11 et 15. Dès que l'extrémité d'en- - trée de la planche 17 est supportée par le second rouleau porteur
15, la charge 23 est appliquée à la partie supportée de la planche, au moyen du cylindre de charge 20, et la planche 17 continue à avancer longitudinalement dans le sens de la flèche 18,
sous l'ac- tion des rouleaux entraîneurs 10 et 11, tandis que le cylindre de charge 20 continue à appliquer la charge 23 à la partie suppor- tée de la planche. La fraise 25 creuse progressivement la rainure
28 dans la tranche longitudinale 27 de la planche 17, à mesure que celle-ci se déplace longitudinalement, et le palpeur 30 est intro- duit dans la rainure 28 dès que possible, au cours du déplacement longitudinal de la planche. La jauge de contrainte 31 fournit alors une indication permanente de la flèche instantanée de la partie supportée de la planche 17 sous l'effet de la charge qui lui est appliquée par le cylindre de charge 20, à mesure qu'elle se déplace longitudinalement entre les rouleaux.
Les surfaces horizontales lisses des cotés supérieur et inférieur de la rainure
28 constituent des surfaces de référence en engagement avec le pal- peur 30 de la jauge de contrainte et elles permettent à cette dernière de donner sur son échelle 33 une lecture directe et sûre de la flèche, quelles que puissent être les imperfections des sur- faces externes grossièrement sciées de la planche 17.
Après que toute la planche 17 a traversé l'appareil
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de classement d'après la résistance aux contraintes, et que sa flè- che maximum sous charge a été notée telle que mesurée par la jauge de contrainte 31, la rainure 28, qui a été formée sur toute la lon- gueur de la'tranche 27 de la planche, peut être marquée d'une cou- ' leur appropriée, qui fournira une indication Usuelle permanente de la charge particulière à laquelle la planche pourra être soumise en service sans flèche excessive, telle qu'elle aura 'été calculée à partir de la flèche maximum mesurée à l'aide de la jauge de ' . contrainte 31 sous la charge connue 23.
Bien que, dans la forme d'exécution décrite et repré- sentée au dessin, la rainure 28 ait été formée dans un bord lon- gitudinal de la planche 17, il est évident que l'on peut modifier . l'appareil en montant la fraise 25 ou des fraises suppl é mentaires dans des positions telles qu'elles puissent former une ou plusieurs rainures longitudinales à surface lisse dans toute autrè ou toutes autres faces de la planche 17, par exemple dans ses faces supérieu-* re e't,inférieure, auquel cas une jauge de contrainte sera judicieu.- sement prévue pour explorer une surface lisse de la rainure ou de chacune des rainures ainsi formées, de façon à assurer une mesure permanente satisfaisante de la flèche de la portée en charge de la planche,
la surface lisse de la'rainure servant de surface de référence pour l'exploration par le palpeur de la jauge de contrain- te. Comme dispositif de mesure de flèche, on peut utiliser tout type usuel de jauge de contrainte ou autre dispositif de mesure de flèche donnant une lecture permanente sur cadran ou échelle et/ou des indications intermittentes au moyen de lampes indiquant des degrés prédéterminés de la flèche mesurée.
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Improvements in apparatus and methods for grading lumber according to its resistance to stresses.
This invention relates to apparatus and methods for classifying lumber based on its resistance to stress by subjecting it to a load and measuring the resulting deflection to determine the maximum stress rate that the timber has to offer. wood can stand safely. Machines have already been proposed in which the planed timber is passed longitudinally by means of drive rollers, the bearing of the timber between two sets of neighboring rollers being subjected to a determined transverse load, after which the transverse deflection is measured. - the accused by the wood.
Thus, as the wood passes through the machine, the point of application of the load and the reach
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load move progressively with respect to and along the length of the timber and the same is true of the point where the deflection measuring device is applied. Arrows can be recorded continuously or used to actuate indicating devices, such as lamps, indicating different predetermined arrow levels, the different woods passing through the apparatus being classified into corresponding predetermined qualities. to a classification.
In these devices, it is therefore necessary to apply a stationary measuring device to a surface of the moving wood in order to measure the instantaneous deflection of the latter at a mobile application point relative to the device. This poses no problem in the case of planed timber, the surface of which is relatively smooth and constitutes a sufficiently flat reference point, from which the deflections can be measured. However, if a roughly sawn wood is passed through the apparatus, the imperfections of its surface complicate the measurement of the deflection, the size of the arrows to be measured being able to be of the same order as that of the superficial imperfections of the face. sawn timber to which the measuring device is to be applied.
According to the method according to the present invention for testing timber with a view to classifying it on the basis of its resistance to stresses, according to which the timber is subjected to a load at known bending moment, to measure the corresponding deflection of the loaded section, the deflection is measured on a smooth surface of a rectilinear longitudinal groove made in one face of the wood.
Preferably, the timber is continuously advanced longitudinally relative to the load application area and relative to the deflection measuring station while the load is applied and the deflection is measured, and this measurement is carried out continuously along a line of the reference surface of. the groove, as the loaded wood progresses, so that this
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the latter is subjected to a progressive test, substantially over its entire length or over a major part thereof.
The surface of the groove therefore constitutes a smooth reference surface from which the arrows of the wood can be measured very satisfactorily. The use of such a groove, having a smooth reference surface, also obviates the problems that might arise in grading according to their resistance to the stresses of warped or warped wood.
The reference groove can advantageously be hollowed out gradually, as the wood crosses longitudinally the apparatus allowing the classification according to the resistance to the stresses. According to another characteristic of the invention, in fact, the method in question comprises the progressive milling of the groove with a smooth surface in the appropriate face of the wood, during the passage of the latter through the load and deflection measurement points, this measurement being carried out at a point of the freshly dug groove situated downstream of the milling point.
The test therefore consists, for example, in progressively advancing the roughly sawn timber, in the direction of its length, between drive rollers, in applying a load at a predetermined bending moment to the moving timber which passes through a load zone fixed, to simultaneously attack a moving wood surface using a cutting tool at a fixed position, to progressively dig a longitudinal groove with a smooth surface in the face in question and to measure simultaneously, at a fixed position , the deflection of a surface of the freshly formed groove, in the loaded area of the wood.
It may be necessary to provide more than one groove to obtain accurate deflection measurements on some shapes of lumber, for example when boards are warped in width and the deflection should be measured. in more than a place the width of the wood, either on one face or on two opposite faces, to obtain by a single reading the measurement of the
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wood arrow.
Considered from another of its aspects, the subject of the invention is an apparatus for testing timber with a view to its classification according to its resistance to stresses, this apparatus comprising in combination a device for applying to the timber a load at known bending moment, a device for advancing the timber longitudinally with respect to and beyond the load device, during the application of the load, and a device for measuring the deflection resulting from the load. load applied at a point of the loaded part of the moving wood, the apparatus being characterized in that it comprises a device intended to dig a longitudinal groove, continuously, in a face of the moving wood,
and being constructed and arranged so that the deflection is measured at the same time as the groove is cut and on a line lying on a surface of the freshly dug groove.
The device for hollowing out the groove may comprise a woodworking tool, for example a milling cutter, mounted at a fixed position where it attacks the face to be grooved of the wood, drive rollers advancing the bowl in which the tool hollows the hole. groove. '
In one embodiment of the invention, the apparatus comprises two or more cutting tools mounted so as to engage the same face or opposite faces of the wood and to form a corresponding number of parallel grooves with a smooth surface in the wood. the attacked face (s),
as well as a corresponding number of deflection measuring devices respectively engaging the surfaces of the grooves to measure the deflection of the timber under the applied load.
The present invention has the particular advantage that the presence of the longitudinal reference groove constitutes a convenient means of verifying on the spot whether the wood has indeed been subjected to 2test and classified according to its resistance to stresses. '
Considered under another of its aspects, the invention also relates to rough sawn timber exhibiting @@ e
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or more longitudinal reference grooves and classified according to its resistance to stress by the test method described.
The stress rate up to which the wood can be used can be indicated by staining the groove (s) an appropriate color.
The invention can be implemented in various ways, one of which will be described below, by way of example, with reference to the accompanying drawing, which is a schematic perspective view of the invention. Apparatus for grading according to its resistance to the stresses of coarsely sawn timber into planks.
The apparatus comprises two drive rollers 10 and
11 whose axes of rotation are horizontal and horizontally spaced by one (distance indicated by the double arrow 12.
The two drive rollers 10 and 11 are actuated by means not shown, so as to rotate in the same direction, indicated by arrows 13. Directly under the drive rollers 10 and 11 are respectively arranged carrier rollers 14 and 15, journaling each in fixed supports
16, forming part of a fixed support frame mounted on the not shown base of the apparatus. The vertical distance between each of the drive rollers 10 and 11 and the corresponding support roll 14 or 15 is such that a board 17 can pass. be between them; the board is attacked by the driving rollers
10 and 11 spaced apart and it is moved longitudinally in the direction indicated by arrow 18.
The drive rollers can be urged by springs towards the corresponding carrier rollers 14 and 15 and they can be subjected to the action of a damping device provided on the base and the fixed support frame.
The apparatus further comprises a charging cylinder 20, the horizontal axis of rotation of which is located midway between the axes of the drive rollers 10 and 11 and the two ends of which are journaled in the upper ends of two arms.
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spaced vertical 21, connected at their lower ends by a cross member 22. The arms 21 supporting the cross member are guided vertically by means not shown but they can not move horizontally. A load 23 is suspended from the cross member 22 so that the load cylinder 20 applies a corresponding load to the part of the board 17 located between the two carrying rollers 14 and 15, in the middle of the bearing 12.
A 25 cutter set on a vertical drive shaft
26, is mounted on the support frame of the apparatus so that it attacks, as shown in the drawing, one of the longitudinal edges 27 of the board 17, at a point situated upstream of the drive roller 10 and of the corresponding carrier roller 14. An energy source (not shown) actuating its shaft 26, the cutter
25 rotates at high speed and hollows out, in the edge 27 of the board, a smooth longitudinal groove 28 having a flat, smooth vertical bottom and two flat and smooth side faces extending horizontally from the bottom of the groove to the edge of the board.
As shown in the drawing, the groove 28 runs the entire length of the edge 27 of the board 17, from its inlet end, which has passed between the rollers, to the point where the edge 27 is engaged. by strawberry 25; the groove 28 therefore exists on the edge of the part of the board which lies between the spaced carrier rollers 14 and 15 and is loaded by the load cylinder 20.
A probe, the pin 30 of which is engaged in the smooth-surface groove 28, constitutes the input element of a deflection measuring device or strain gauge shown schematically at 31. The device 31 comprises a needle 32 which gives, on a scale 33, an amplified indication of the arrows detected vertically by the pin 30. The pin 30 being engaged in the groove 28, the readings made on the scale 33 constitute
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measurements of the deflection that the part of the board 17 between the load rollers 14 and 15 takes, under the weight of the load 23 applied to the load cylinder 20.
The operation of the stress resistance classification apparatus described and illustrated is apparent. Each board 17 to be classified according to its resistance to stresses is introduced between the first drive roller 10 and the carrier roller 14, so that it is attacked by the drive roller and moves longitudinally in the direction of the arrow. 18, until it engages between the two other vertically spaced rollers 11 and 15. As soon as the entry end of the board 17 is supported by the second carrier roll
15, the load 23 is applied to the supported part of the board, by means of the load cylinder 20, and the board 17 continues to advance longitudinally in the direction of arrow 18,
under the action of the drive rollers 10 and 11, while the load cylinder 20 continues to apply the load 23 to the supported part of the board. The cutter 25 gradually digs the groove
28 in the longitudinal section 27 of the board 17, as the latter moves longitudinally, and the feeler 30 is inserted into the groove 28 as soon as possible, during the longitudinal movement of the board. The strain gauge 31 then provides a permanent indication of the instantaneous deflection of the supported part of the plank 17 under the effect of the load applied to it by the load cylinder 20, as it moves longitudinally between the plates. rollers.
The smooth horizontal surfaces of the upper and lower sides of the groove
28 constitute reference surfaces in engagement with the probe 30 of the strain gauge and they allow the latter to give on its scale 33 a direct and reliable reading of the deflection, whatever the imperfections of the surfaces may be. coarsely sawn outer edges of plank 17.
After all of plank 17 has passed through the device
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rating according to stress resistance, and that its maximum deflection under load has been noted as measured by strain gauge 31, groove 28, which has been formed throughout the length of the slice 27 of the board, may be marked in an appropriate color which will provide a permanent customary indication of the particular load to which the board may be subjected in service without excessive deflection, as calculated from of the maximum deflection measured using the 'gauge. stress 31 under the known load 23.
Although, in the embodiment described and shown in the drawing, the groove 28 has been formed in a longitudinal edge of the board 17, it is obvious that one can modify. the apparatus by mounting the cutter 25 or additional cutters in positions such that they can form one or more longitudinal grooves with a smooth surface in any other or all other faces of the board 17, for example in its upper faces. * re e't, lower, in which case a strain gauge will be judiciously provided to explore a smooth surface of the groove or each of the grooves thus formed, so as to ensure a satisfactory permanent measurement of the deflection of the span in charge of the board,
the smooth surface of the groove serving as a reference surface for exploration by the probe of the strain gauge. As a deflection measuring device, any conventional type of strain gauge or other deflection measuring device can be used, giving a permanent reading on a dial or scale and / or intermittent indications by means of lamps indicating predetermined degrees of the measured deflection. .