[发明专利]扇形折叠结合式金属催化剂基板及其构造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年10月15日提交的美国临时专利申请号62/064,144的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

以前的金属催化剂基板(基底，基材，substrate)是由各个金属箔段制成并堆叠以形成“人字形”构造，并且在层的接合处结合以形成堆叠的箔层。这种类型的构造伴随的一个问题是，当尤其是在操作期间或在热抖动(Hot Shake)情况期间经受噪声、振动和不平顺性(NVH)时，堆叠的人字形箔层之间的结合接合处会经受失效。

如前述部分中所描述的制造扇形折叠的金属催化剂基板的方法通常需要将切割并堆叠的箔层手动对准并放置到结合夹具中，这既耗时又困难。另外，在切割操作期间，箔层可能由于翻转而变得方向不定，从而导致波纹层的堆集。层可能会从堆叠体中遗漏，或层可能顺序错乱。另外，目前的切割和堆叠方法需要将波纹箔特别卷绕到两个卷轴上，然后需要将一个卷轴沿相反的方向回绕，用于堆叠出人字形构造图案。将多片扇形折叠的金属催化剂基板切割并手动地堆叠以形成所期望的图案，然后将整个组件放置在焊接夹具中以将这些层一起接合成整体结构。应当理解，目前的切割和堆叠/折叠方法难以完全自动化，尤其是关于将折叠的金属催化剂基板层对准成所期望的图案，并将折叠的金属催化剂基板层放置到焊接夹具中。

发明内容

已经发现，根据本公开内容的至少一个实施方案布置成扇形折叠构造的连续的金属催化剂箔片可以提供与上文提到的用于形成扇形折叠的金属催化剂基板(基底)的方法的堆叠层一样多的不同几何结构。另外，已经发现，这种布置消除了在堆叠期间定位切割的箔、在结合期间保持箔层的适当对准的问题，将由于可能在加工期间发生的箔层位置偏移而在切割和堆叠方法中看到的不规则图案减至最小程度，并且改进了废气流过。所公开的方法还适合于制造过程的完全自动化，从而降低成本并改进使用本申请的方法制成的每个扇形折叠的金属催化剂基板之间的一致性。

某些技术和制造优点可以通过实施所描述的实施方案来实现。例如，扇形折叠成波纹形状的连续箔片提供了没有尖锐边缘的单片构造。尖锐边缘的消除是本领域中的进步，因为其促进在制造期间更好地处理扇形折叠的基板。另外，扇形折叠方法在完成的扇形折叠的金属催化剂基板面上形成一致的菱形图案。在本公开内容的实施方案中可能的一致的菱形图案允许不受限制的废气流过，并且金属催化剂扇形折叠的基板的更多表面积暴露于废气流以促进改进的排放控制。此外，与如果在使用现有的堆叠和折叠方法制成的扇形折叠的金属催化剂基板中的结合处受损(compromise)相比，如果在根据本公开内容制成的扇形折叠的金属催化剂中使用的结合处受损，则由于其单片构造，本公开内容的扇形折叠的金属催化剂基板相对于堆叠折叠的金属催化剂层提供呈现了更小的滑动可能性。

单片构造还具有制造优点。其中之一就是箔的流动路径可以直接从卷轴到波纹机到达扇形折叠设备。不需要波纹箔卷轴反转。折叠的箔层将保持正确的顺序和定向，并且消除了丢失层的可能性。如在所公开的实施方案中提到的扇形折叠方法通过使用一条连续的箔带解决了焊接失效。将箔往复折叠以产生在折叠片(fold)之间具有任何所期望构造(诸如菱形人字形构型)的任何所期望的形状。相比于根据切割和堆叠方法制成的扇形折叠的金属催化剂基板，连续箔的使用还改进了成品的剪切强度。

附图说明

图1是未结合的波纹状扇形折叠的金属基板箔的图示；

图2是配备有根据一个实施方案制成的扇形折叠的金属催化剂基板面的废气后处理部件的局部端视图的图示，在基板面上示出了基本规则的菱形图案；

图3是配备有根据切割和堆叠方法制成的扇形折叠的金属催化剂的废气后处理部件的局部端视图的图示，在基板面上示出了基本不规则的菱形图案；

图4是具有根据本申请的一个实施方案制成的折叠的金属催化剂基板的排气部件与具有通过切割和堆叠方法形成的折叠的金属催化剂基板的排气部件相比的侧视比较图；

图5A是用于制成扇形折叠的金属基板的折叠工具的前视的示意图；

图5B是一种用以使用双向折叠工具进行扇形折叠的方法的侧视的示意图；

图6是根据本公开内容的一个实施方案的扇形折叠的波纹状结构的若干不同形状的立体图。

具体实施方式