相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2014年10月15日提交的美國臨時專利申請?zhí)?2/064,144的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。

以前的金屬催化劑基板(基底，基材，substrate)是由各個金屬箔段制成并堆疊以形成“人字形”構(gòu)造，并且在層的接合處結(jié)合以形成堆疊的箔層。這種類型的構(gòu)造伴隨的一個問題是，當(dāng)尤其是在操作期間或在熱抖動(hotshake)情況期間經(jīng)受噪聲、振動和不平順性(nvh)時，堆疊的人字形箔層之間的結(jié)合接合處會經(jīng)受失效。

如前述部分中所描述的制造扇形折疊的金屬催化劑基板的方法通常需要將切割并堆疊的箔層手動對準(zhǔn)并放置到結(jié)合夾具中，這既耗時又困難。另外，在切割操作期間，箔層可能由于翻轉(zhuǎn)而變得方向不定，從而導(dǎo)致波紋層的堆集。層可能會從堆疊體中遺漏，或?qū)涌赡茼樞蝈e亂。另外，目前的切割和堆疊方法需要將波紋箔特別卷繞到兩個卷軸上，然后需要將一個卷軸沿相反的方向回繞，用于堆疊出人字形構(gòu)造圖案。將多片扇形折疊的金屬催化劑基板切割并手動地堆疊以形成所期望的圖案，然后將整個組件放置在焊接夾具中以將這些層一起接合成整體結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)理解，目前的切割和堆疊/折疊方法難以完全自動化，尤其是關(guān)于將折疊的金屬催化劑基板層對準(zhǔn)成所期望的圖案，并將折疊的金屬催化劑基板層放置到焊接夾具中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本公開內(nèi)容的至少一個實施方案布置成扇形折疊構(gòu)造的連續(xù)的金屬催化劑箔片可以提供與上文提到的用于形成扇形折疊的金屬催化劑基板(基底)的方法的堆疊層一樣多的不同幾何結(jié)構(gòu)。另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種布置消除了在堆疊期間定位切割的箔、在結(jié)合期間保持箔層的適當(dāng)對準(zhǔn)的問題，將由于可能在加工期間發(fā)生的箔層位置偏移而在切割和堆疊方法中看到的不規(guī)則圖案減至最小程度，并且改進了廢氣流過。所公開的方法還適合于制造過程的完全自動化，從而降低成本并改進使用本申請的方法制成的每個扇形折疊的金屬催化劑基板之間的一致性。

某些技術(shù)和制造優(yōu)點可以通過實施所描述的實施方案來實現(xiàn)。例如，扇形折疊成波紋形狀的連續(xù)箔片提供了沒有尖銳邊緣的單片構(gòu)造。尖銳邊緣的消除是本領(lǐng)域中的進步，因為其促進在制造期間更好地處理扇形折疊的基板。另外，扇形折疊方法在完成的扇形折疊的金屬催化劑基板面上形成一致的菱形圖案。在本公開內(nèi)容的實施方案中可能的一致的菱形圖案允許不受限制的廢氣流過，并且金屬催化劑扇形折疊的基板的更多表面積暴露于廢氣流以促進改進的排放控制。此外，與如果在使用現(xiàn)有的堆疊和折疊方法制成的扇形折疊的金屬催化劑基板中的結(jié)合處受損(compromise)相比，如果在根據(jù)本公開內(nèi)容制成的扇形折疊的金屬催化劑中使用的結(jié)合處受損，則由于其單片構(gòu)造，本公開內(nèi)容的扇形折疊的金屬催化劑基板相對于堆疊折疊的金屬催化劑層提供呈現(xiàn)了更小的滑動可能性。

單片構(gòu)造還具有制造優(yōu)點。其中之一就是箔的流動路徑可以直接從卷軸到波紋機到達扇形折疊設(shè)備。不需要波紋箔卷軸反轉(zhuǎn)。折疊的箔層將保持正確的順序和定向，并且消除了丟失層的可能性。如在所公開的實施方案中提到的扇形折疊方法通過使用一條連續(xù)的箔帶解決了焊接失效。將箔往復(fù)折疊以產(chǎn)生在折疊片(fold)之間具有任何所期望構(gòu)造(諸如菱形人字形構(gòu)型)的任何所期望的形狀。相比于根據(jù)切割和堆疊方法制成的扇形折疊的金屬催化劑基板，連續(xù)箔的使用還改進了成品的剪切強度。

附圖說明

圖1是未結(jié)合的波紋狀扇形折疊的金屬基板箔的圖示；

圖2是配備有根據(jù)一個實施方案制成的扇形折疊的金屬催化劑基板面的廢氣后處理部件的局部端視圖的圖示，在基板面上示出了基本規(guī)則的菱形圖案；

圖3是配備有根據(jù)切割和堆疊方法制成的扇形折疊的金屬催化劑的廢氣后處理部件的局部端視圖的圖示，在基板面上示出了基本不規(guī)則的菱形圖案；

圖4是具有根據(jù)本申請的一個實施方案制成的折疊的金屬催化劑基板的排氣部件與具有通過切割和堆疊方法形成的折疊的金屬催化劑基板的排氣部件相比的側(cè)視比較圖；

圖5a是用于制成扇形折疊的金屬基板的折疊工具的前視的示意圖；

圖5b是一種用以使用雙向折疊工具進行扇形折疊的方法的側(cè)視的示意圖；

圖6是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施方案的扇形折疊的波紋狀結(jié)構(gòu)的若干不同形狀的立體圖。

具體實施方式

現(xiàn)在轉(zhuǎn)至附圖，其中同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的結(jié)構(gòu)，并且特別轉(zhuǎn)至圖1，其中描繪了未結(jié)合的波紋狀扇形折疊的金屬催化劑基板10?；寰哂幸粋€連續(xù)的片狀構(gòu)造12，該片狀構(gòu)造基本上沿著其長度16具有多個波紋(corrugations，褶皺)14。在沿著金屬催化劑基板的長度的每個折痕18處，金屬箔被折疊，而不是像使用各個箔層來產(chǎn)生基板的情況那樣接合地結(jié)合。如將要論述的，基板可以在沿著基板長度的任何點處折疊，以形成所期望的任何形狀或幾何結(jié)構(gòu)?；蹇梢允墙饘俨?，或者適于用作催化劑基板的任何其它材料。雖然金屬催化劑基板將被討論為用于廢氣后處理部件，但是應(yīng)當(dāng)理解，本申請的實施方案可以用于產(chǎn)生任何催化劑基板結(jié)構(gòu)。

圖2示出了配備有根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施方案制成的扇形折疊的金屬催化劑基板22的廢氣后處理部件21的局部端視圖。該廢氣后處理部件具有至少在其端部周緣處包圍基板的外周緣環(huán)19(如圖4中所看到的)，并且基板呈現(xiàn)出具有基本統(tǒng)一的菱形圖案24的扇形折疊面20，該扇形折疊面是在折疊金屬箔使得波紋14布置成彼此相交并形成菱形圖案時形成的。

圖3是配備有根據(jù)切割和堆疊方法制成的扇形折疊的金屬催化劑25的廢氣后處理部件23的局部端視圖。該廢氣后處理部件具有至少在其端部周緣處包圍基板的外周緣環(huán)17(如圖4中所看到的)，并且該基板在基板面上呈現(xiàn)出具有基本不規(guī)則的菱形圖案29的扇形折疊面27。將折疊的金屬催化劑基板的各個堆疊體24切割成形并且手動地堆疊以形成基板，并且在其端部處接合地結(jié)合以形成金屬催化劑面。切割和堆疊制造方法導(dǎo)致不規(guī)則的菱形圖案，并且具有其中堆疊的基板沿著基板面的實質(zhì)(substantial)部分13呈現(xiàn)堆集15構(gòu)造的顯著區(qū)域。各個堆疊層中的波紋的堆集導(dǎo)致限制廢氣流過，其中對發(fā)動機造成反向壓力。這在本領(lǐng)域中已經(jīng)是長期存在的問題，除非操作者非常小心，否則難以一致地布置波紋箔的各個堆疊體24使得形成如圖2所看到的整齊的菱形圖案。

當(dāng)將圖2中形成的圖案與在根據(jù)圖3的基板中形成的菱形圖案相比時，改進的菱形圖案的規(guī)則性是明顯的。圖3是本領(lǐng)域已知的切割和堆疊面，其中堆疊體由各個箔層制成，各個箔層被堆疊就位并在接合處接合地結(jié)合以形成金屬催化劑面。顯然的是，箔層波紋14并沒有相對于彼此整齊堆疊以在基板面中形成基本規(guī)則的菱形圖案。

圖4是本公開內(nèi)容的一個實施方案的扇形折疊的催化劑基板26與切割和堆疊的催化劑基板28的并排比較圖。具體地，廢氣后處理部件30根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施方案的扇形折疊方法制成?；逯姓酆?2的構(gòu)造呈現(xiàn)出相當(dāng)規(guī)則的順序和間隔。后處理部件36根據(jù)切割和堆疊方法制成，并且呈現(xiàn)出結(jié)合的接合處34，在該接合處切割的堆疊體例如通過焊接結(jié)合在一起。當(dāng)與部件30中的扇形折痕的構(gòu)造相比時，部件36中結(jié)合的接合處的構(gòu)造不太有序。清晰的是，扇形折疊的基板具有比切割和堆疊催化劑基板更有序的結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)至圖5a和圖5b，其中描繪了分別示出相對的模具40和42的雙向折疊工具38的圖示。該工具連接至雙向致動器以將模具一起推動到移動的箔上，從而在箔上產(chǎn)生褶皺。褶皺可以是凹入的或凸出的，或者可以在箔的一側(cè)上凹入并且在箔的另一側(cè)上或表面上凸出。出于說明的目的，將對v形進行論述。

模具分別具有成角度的模具表面44、46、48和50，以在操作工具時形成扇形褶皺。每個相對的模具分別具有凹槽52、54，在所述凹槽內(nèi)分別設(shè)置有能夠在所述凹槽內(nèi)往復(fù)移動的扇形折疊工具插入件56和58。扇形折疊工具模具由諸如鋼的硬質(zhì)材料制成，并且工具插入件可以由諸如碳化鎢的復(fù)合硬化粉末金屬或其他硬化金屬插入件制成，使得插入件具有長壽命并且比在制造時其將要接觸到本領(lǐng)域中眾所周知的的材料更硬。在操作中，將一片金屬箔60在相對的模具之間雙向地移動。工具(模具)40和42相對于彼此定位，使得當(dāng)模具移動到與金屬箔嵌合時，插入件相繼移動成與箔嵌合并推動箔彎曲，從而在金屬箔中產(chǎn)生扇形褶皺。在一個實施例中，通過將一片金屬箔基板在具有模具的折疊工具中雙向地移動可以制成扇形折疊的基板，當(dāng)該模具移動到一起時，該模具在基板上的預(yù)定位置處向基板賦予成角度的褶皺。

圖6示出了可以根據(jù)本公開內(nèi)容的方法制成的一些不同的形狀。在一種方法中，將單片波紋箔折疊成許多扇形折疊層(褶皺)，以產(chǎn)生所期望的半圓形幾何結(jié)構(gòu)構(gòu)造62的波紋狀金屬基板，該金屬基板不是在邊緣處接合地結(jié)合，而是折疊成符合所期望的幾何形狀然后將外周緣施加于折疊的基板上以將折疊的基板保持在適當(dāng)位置?；逯械恼郫B層(褶皺)相對統(tǒng)一地堆疊，以呈現(xiàn)在折疊層之間具有基本統(tǒng)一的菱形構(gòu)造的面。在另一實施方案中，基板64呈現(xiàn)具有圓形側(cè)面66和階梯形側(cè)面68的不規(guī)則圖形。再次注意，基板中的折疊層(褶皺)相對統(tǒng)一地堆疊，以呈現(xiàn)在折疊層之間具有基本統(tǒng)一的菱形構(gòu)造的面。

雖然已經(jīng)描述了一個實施例，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說明顯的是，在不脫離所描述的概念的范圍和精神的情況下，許多變形和修改是可能的。此外，應(yīng)當(dāng)理解，本申請中使用的術(shù)語是描述性詞語，而非限制性詞語。