CN103506169A

CN103506169A - 用于生产金属催化剂载体的方法

Info

Publication number: CN103506169A
Application number: CN201310247639.5A
Authority: CN
Inventors: 奥立佛·傅立叶
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2014-01-15
Also published as: JP2014008451A; EP2679320A1; US20140000077A1

Abstract

提供一种用于生产金属催化剂载体的方法。在生产金属催化剂载体中，准备具有平面轮廓或略带波纹轮廓的第一金属箔、具有波纹轮廓的第二金属箔和外部筒。以多层重叠的状态卷起第一金属箔和第二金属箔以形成卷状的蜂窝体。将蜂窝体装配在外部筒内，外部筒的内径大于蜂窝体的外径。从外部筒的外侧向内侧将压力同时施加于装配有蜂窝体的外部筒和蜂窝体，以挤压并且在蜂窝体的外缘部分引起塑性变形，使得蜂窝体与外部筒紧密接触。

Description

用于生产金属催化剂载体的方法

相关申请的引用

本申请要求2012年06月29日提交的、第2012-146495号日本专利申请的优先权。第2012-146495号日本专利申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于生产金属催化剂载体的方法，该金属催化剂载体用于净化汽车等的废气。

背景技术

由于对发动机排出的废气的气流阻力低，金属催化剂载体适合实现发动机的更高输出。而且，蜂窝体经常被用作金属载体，这是因为蜂窝体能够直接与外部筒连接，消除对保持构件的需要并可以使尺寸更小。

日本特开2010-17605号公报提出一种生产金属催化剂载体的已知的传统方法。在这种用于生产金属催化剂载体的传统方法中，具有波纹轮廓的金属箔和具有平面轮廓的金属箔在重叠状态下多重地被卷成辊（roll）形式的蜂窝体。然后，使用分割为多个部分且内表面具有用于形成锯齿的突起部的组合模（split die），将压力沿径向向内施加于蜂窝体的外周，以在蜂窝体的外周面建立锯齿轮廓。然后通过将形成有这些锯齿的蜂窝体沿轴向压配到外部筒内，而得到金属催化剂载体。

发明内容

然而，上述用于生产金属催化剂载体的方法具有诸如下述问题。利用上述用于生产金属催化剂载体的方法，蜂窝体具有形成于其外围的锯齿，并且蜂窝体应当在承受均一的直径减小的状态下被压配于外部筒内部而嵌入外部筒中。当该方法能令人满意地进行压配时，经常，将蜂窝体压配到外部筒内部的压配也将压力施加到轴向，这导致锯齿经历从轴向的远端侧起沿径向和轴向两个方向的变形。结果，锯齿未能以与预期均一的方式承受直径减小，并且引起应力集中、格室（cell）大于预期程度的过度变形或损坏底层的箔的问题。

考虑到上述问题，本发明的一个目标是提供一种用于生产金属催化剂载体的方法，该方法在使蜂窝体与外部筒接触的安装时，能够防止蜂窝体的格室的过度变形或能够防止损坏底层的箔。

考虑到已知技术的状态，本发明的第一方面提供一种用于生产金属催化剂载体的方法，主要包括：

准备具有平面轮廓或略带波纹轮廓的第一金属箔、具有波纹轮廓的第二金属箔和外部筒；

以多层重叠的状态卷起所述第一金属箔和所述第二金属箔以形成卷状的蜂窝体；

将所述蜂窝体装配在所述外部筒内，所述外部筒的内径大于所述蜂窝体的外径；以及

从所述外部筒的外侧向内侧将压力同时施加于装配有所述蜂窝体的所述外部筒和所述蜂窝体，以挤压并且在所述蜂窝体的外缘部分引起塑性变形，使得所述蜂窝体与所述外部筒紧密接触。

根据本发明的第二方面，第一方面的方法进一步包括：在蜂窝体形成之后但在将蜂窝体装配到外部筒内部之前，在蜂窝体的最外周部形成槽部。

根据本发明的第三方面，执行第二方面的方法使得，形成所述槽部以形成多个与所述蜂窝体的中心轴线平行的槽。

在根据本发明的第一方面的用于生产金属催化剂载体的方法中，从外部筒的外侧向内侧将压力同时施加于蜂窝体和装配有蜂窝体的外部筒，以进行挤压并由此在蜂窝体的与外部筒紧密接触的外缘部分引起塑性变形。因此，在使蜂窝体和外部筒紧密接触的安装期间，可防止蜂窝体的格室大于预期程度的过度变形或箔损坏。

在根据本发明的第二方面的用于生产金属催化剂载体的方法中，在蜂窝体形成步骤和装配步骤之间提供槽部形成步骤，用以在蜂窝体的最外周部形成槽部，由此在为了使蜂窝体和外部筒受到挤压而从外部筒的外侧向内侧将压力同时施加于蜂窝体和装配有蜂窝体的外部筒时，能够更容易地并且均匀地在蜂窝体的外缘部分引起塑性变形，以使蜂窝体与外部筒紧密接触。

在根据本发明的第三方面的用于生产金属催化剂载体的方法中，使槽部的槽与蜂窝体的中心轴线平行，由此在挤压步骤中槽部的压缩变形能够平滑地发生。

附图说明

现在参考形成该原始公开的一部分的附图：

图1是示出本发明的第一实施方式的用于生产金属催化剂载体的方法中的蜂窝体形成步骤的图；

图2是示出蜂窝体在蜂窝体形成步骤中形成完成后的状态下的立体图；

图3是示出槽部形成步骤的图，示出蜂窝体在即将在最外周形成槽部之前的状态；

图4是示出槽部形成步骤的图，示出蜂窝体在最外周上的槽部形成完成后的状态；

图5是示出蜂窝体在槽部形成步骤中槽部形成完成后的立体图；

图6是示出用于从外侧向内侧压缩外部筒的挤压步骤的图，其中蜂窝体已被装配在外部筒内部；

图7是通过第一实施方式的用于生产金属催化剂载体的方法生产的金属催化剂载体的侧剖视图；以及

图8是通过第一实施方式的用于生产金属催化剂载体的方法生产的金属催化剂载体的立体图。

具体实施方式

现在将参考附图说明所选的实施方式。从该公开中，本领域的技术人员应当明了，提供实施方式的下列描述仅用于示例而不是用于限制本发明的目的，本发明由所附的权利要求和其等同方案限定。

首先参考图1，将先描述用于生产金属催化剂载体的方法的整体构成特征。在该第一实施方式的用于生产金属催化剂载体的方法中，如图1所示，首先，准备第一金属箔1a、第二金属箔1b和外部筒4。特别地，准备平面轮廓或略带波纹轮廓的金属箔1a，用以承载催化剂。准备波纹轮廓的金属箔1b。以图6和图8所示的方式准备外部筒4。该第一步骤被称为准备步骤。

接下来，执行蜂窝体形成步骤。在蜂窝体形成步骤中，将长段的平面轮廓或略带波纹轮廓的金属箔1a与长段的波纹轮廓的金属箔1b按图1所示重叠，使平面轮廓的（或略带波纹轮廓的）金属箔1a位于外侧。在将金属箔1a和1b在一端（前端部）锚定于卷轴6后，金属箔1a和1b两者重叠并且卷成为具有多个卷的辊形式。

此后，将已被卷起的金属箔1a和1b两者通过点焊或其他方式固定，以形成诸如图2所示的蜂窝体1。在该蜂窝体形成步骤中，可以采用如在日本特开2006-239580号公报中公开的加工设备。

接下来，为了在蜂窝体1的外周形成锯齿部（槽部），将蜂窝体1移动到锯齿加工设备2，如图3所示，并且置于载置台（未示出），接着进入槽部形成步骤。具体地，如图所示，锯齿加工设备2装备有：多个（本实施方式中，为4个）组合模2A至2D；以及气缸（未示出），气缸具有分别与组合模2A至2D相对应的活塞杆3A至3D。

如图4所示，在这些组合模2A至2D移向载置蜂窝体1的轴中心的组装状态，这些模形成圆孔。此外，这些孔部分的内周面配有锯齿形成突起部21至24，锯齿形成突起部21至24具有多个与中心轴线平行的突起锯齿。这样，这些组合模2A至2D在蜂窝体1的外周面形成多个锯齿部11。

四个气缸在这些活塞杆3A至3D的远端部分分别联接到组合模2A至2D，使得通过如图3中箭头所示的径向伸出和收回而使组合模2A至2D沿径向移动。

图3示出组合模2A至2D已沿径向向外移动的状态，在该状态下，蜂窝体1已置于组合模2A至2D的孔部分的内侧中。在该状态下，操作气缸，活塞杆3A至3D沿径向向内延伸以使组合模2A至2D的内周面上的锯齿形成突起部21至24与蜂窝体1的外周面接触。如图4所示，当锯齿形成突起部21至24进一步沿径向向内前进，组合模2A至2D的分型面（侧面）彼此接触，并且组合模2A至2D停于该位置。

这时，锯齿形成突起部21至24碰触蜂窝体1的外周面，沿径向向内推该表面并且引起该表面的永久性变形。这样，如图5所示，具有多个与蜂窝体1的中心轴线平行的凹槽（缩进的锯齿）的锯齿部11因此形成于蜂窝体1的外周面。

此后，操作气缸以沿径向向外抽回活塞杆3A至3D，而沿径向向外收回组合模2A至2D离开蜂窝体1。因此，蜂窝体1脱离组合模2A至2D，并且已从载置台移出，接着进入装配步骤。

接下来，使用外部筒4执行装配步骤，外部筒4具有略大于蜂窝体1的外径的内径，并且外部筒4的轴向尺寸稍长于蜂窝体1的轴向尺寸。之前已预先准备了外部筒4。在装配步骤中，如图6所示，将蜂窝体1插入外部筒4的通孔。

在图5至图8中，为了利于理解锯齿部11的细节，已减少了锯齿的数量，并且锯齿的高度和其他尺寸被大于实际尺寸地放大描绘。

接下来，将装配在外部筒4内部的蜂窝体1置于挤压设备5的未示出的载置台，并且进入挤压步骤。在挤压设备5中，分割为多个部分（在本实施方式中，为四个）的圆筒状的组合模5A至5D与未示出的气缸的活塞杆连接。在这种配置中，可以朝向蜂窝体1的中心轴线沿径向伸出和收回活塞杆。当组合模5A至5D沿径向向内移动时，外部筒4被沿径向从外向内压缩，并且当组合模5A至5D沿径向向外移动时，收回组合模5A至5D而远离外部筒4。

如图6所示，在已将蜂窝体1装配于组合模5A至5D内的间隙后，沿径向向内移动组合模5A至5D，沿径向向内压缩和挤压外部筒4。因此，外部筒4被沿径向向内型锻，与蜂窝体1的外周面的锯齿部接触并且引起锯齿部的径向向内变形。在该变形期间，因为锯齿部11已形成于蜂窝体1的外周面，这些突起的锯齿经历沿径向向内侧的变形，并且同时经历周向的变形。这样，锯齿之间的槽部在周向上变窄。

结果，锯齿部11的变形不承受现有技术中的轴向压力的作用，因此能够容易地并且均匀地产生变形。这时，确保形成于蜂窝体1的外周的锯齿部11与外部筒4的内表面紧密接触，并且获得诸如图7和图8所示的金属催化剂载体7。

在挤压步骤之后，将金属催化剂载体7从挤压设备5移出，并且转入焊接步骤等，其中，通过焊接等将外部筒4与蜂窝体1牢固地安装在一起。

接下来，描述第一实施方式的用于生产金属催化剂载体7的方法的效果。

在第一实施方式的用于生产金属催化剂载体7的方法中，在将蜂窝体1装配到外部筒4内部之后，从外侧沿径向向内挤压外部筒4的外周。因此，蜂窝体1不承受现有技术中的轴向压力的作用。结果，蜂窝体1能够沿径向更均匀地变形，并且能够容易地确保蜂窝体1与外部筒4的内侧紧密接触。

换句话说，在公开的用于生产金属催化剂载体的方法中，在使蜂窝体1和外部筒4紧密接触的安装期间，防止了蜂窝体的格室的过度变形，和/或防止了底层的箔的损坏。

在这种情况下，催化剂层的破损所引起的缺陷也能够被抑制。

另外，因为在上述装配步骤之前，槽部形成于蜂窝体1的外周面，在沿径向向内挤压外部筒4和蜂窝体1期间，蜂窝体1的外周部分能够以使槽部变窄的方式产生变形。结果，在确保蜂窝体1与外部筒4紧密接触的状态下，能够使蜂窝体1更容易地并均匀地嵌入外部筒4。

而且，因为槽部沿平行于蜂窝体1的中心轴线的方向形成，在上述挤压步骤中，蜂窝体1的外周面的突起锯齿以沿蜂窝体1的周向展开并且使邻近的锯齿槽变窄的方式变形，由此在确保蜂窝体1与外部筒4紧密接触的状态下，能够使蜂窝体1更容易地并均匀地嵌入外部筒4。

在理解本发明的范围时，此处使用的术语“包含”和它的派生词，意指开放式术语，其具体说明了所指定的特征、元件、组件、组、整体和/或步骤的存在，但并不排除其他未指定的特征、元件、组件、组、整体和/或步骤的存在。前述也应用于具有相似意思的词，诸如术语“包括”、“具有”和其派生词。此处使用的程度术语诸如“略”、“大体”、“大约”和“近似地”意指所修饰的术语的偏差量，最终结果没有显著改变。例如在本发明中，此处使用的短语“略带波纹轮廓”是指相对于用于承载催化剂的波纹轮廓的金属箔1b而言功能上等效于平面轮廓的轮廓。

虽然已选定仅所选的实施方式来示出本发明，但是，从该公开中，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在此能够做出不脱离所附的权利要求书限定的本发明的范围的各种修改和变型。例如，组合模2A至2D和5A至5D的数量可以适当地确定。此外，槽部的形状、尺寸和布置可以根据打算的使用或条件，或其他考虑适当地确定。槽形成步骤不是必须的，可以省略。所有优点也不必须同时出现在特定实施方式中。相对于现有技术独特的每个特征，单独地或与其他特征结合地，也应该被认为是申请人对进一步的发明的单独描述，包括这种特征实现的结构和/或功能概念。因而，根据本发明的实施方式的前述内容仅用于示例，不是为了限制由所附的权利要求和其等同限定的本发明的目的。

Claims

1.一种用于生产金属催化剂载体的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在所述蜂窝体形成之后但在将所述蜂窝体装配到所述外部筒内之前，在所述蜂窝体的最外周部形成槽部。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

形成所述槽部以形成多个与所述蜂窝体的中心轴线平行的槽。