本发明涉及一种改进的板材铆合方法，术语“铆合”也称为“冲压连接”或“整体紧固”。 在汽车工业中，点焊是用于连接车体部件的最常用的技术，但由于例如在部件之间存在杂质，或焊接穿透性较差，各焊点的强度不能保证，设计者必须增加焊点的数量，以保证足够的连接强度。
对于连接镀锌钢或铝的部件，点焊还没有发展成为一种准确的和可靠的方法。
对于镀锌钢，焊接作用破坏了焊点周围的镀锌，而使其易于腐蚀。
铝由于重量较轻，在汽车领域有很大潜力，但缺乏合适的点焊方法是限制其应用的一个原因。
一个替代点焊的方法是使用自穿铆钉，用自穿铆钉紧固金属板的方法和装置已公开于美国专利№4，615，475（Fuhrmeister，国际公开号：WO84/04710）。
另一种代替方法是金属铆合，其中使用一个冲头和冲模的组合而使两金属板变形成一种闭锁接合，金属铆合方法的例子公开于：
1.DE 4009813（Fraunhoffer、Ges Ford Ange）;
2.DE 1452820（Phips Patentver waltung GmbH）;
3.DE 3726392（Kuka Schweissanlage）;
4.EP 330061（Eckold w.& Co GmbH）;
5.EP 215449（Rapp E.）;
6.GB 2244946（Fairacre Limited）;
7.GB 2123734（BTW Corporation）;
8.US 3919955（Du Vernay）;
9.US 387599（Ladouceur et al）;
上述方法能将金属板连接在一起，但它们的剪切强度和轴向负载强度较低，并且其连接部没有与周围金属板大致平齐的外表面，（所以不适用于暴露部分，例如，在发动机室中）。
本发明的一个目的是提供一种板材铆合方法，其中铆合连接部的剪切强度增加了。
一个优先的目的是提供一种方法，其中铆合连接部的轴向负载强度增加了。
另一优先的目的是提供一种方法，其中，连接部外表面可与周围金属板大致平齐。
另一优先的目地是提供一种方法，其中，铆合连接部可用于支承辅助部件。
再一优先的目的是提供一种方法，其中，铆合连接部可被“覆盖”，可限制金属板上连接部区域的任何应力线。
从下面的描述，其他的优先的目的将会更加清楚。
在一个方面，本发明属于一种板材铆合方法，其中，
将一个中空的铆钉或全管形的芯块钉入或插入铆合连接部中，并且至少铆钉或芯块体的内端在连接部中向外变形。
术语“向外变形”包括铆钉或芯块体或茎全部或部分在至少横向（或侧向）于体或茎纵轴的一个方向变形。
在一个单步方法中，可当连接部成形时，将铆钉或芯块插入连接部，铆钉或芯块与冲头合作使板材变形而进入支承冲模中。在一个两步工序中，铆钉或芯块与金属板配合进入冲模，然而冲头外面的一个套管使铆钉或芯块在连接部中变形。
铆钉和芯块的孔可加工成螺纹，锯齿形或其他外形，用以接合和支承一个固定件，它用于例如一个布线环支承，装饰盖板紧固件或类似物，一塑料插入件可装在铆钉或芯块上，以提供一平齐的外表面。
最好，在冲头将铆钉或芯块钉入板材形成铆合连接部之前，或在铆合连接部成形而将铆钉或芯块插入连接部之前，将板材予夹紧在冲模上。
在第二方面，本发明属于一种板材铆合方法，其中，将一个实心的或半管形的铆钉或芯块钉入或插入一铆合连接部，并且至少铆钉或芯块的内端在连接部中向外变形。
在一单步工序中，将铆钉或芯块放在冲头和（要被连接的）外板材之间，当铆合连接部成形时，铆钉和芯块用于使金属变形进入冲模中。
在一两步工序中，形成一个通常的钮扣型铆合连接部，然后通过冲头将铆钉或芯块压入连接部。
最好，在铆合连接部成形之前，将板材予压紧在冲模上。
在第三方面，本发明属于一种板材铆合方法，其中，一个环或具有锥孔或凹槽的体或元件由一冲模支承，并且至少一个板被变形进入环，或孔，或凹槽，与其形成一铆合连接部。
最好，使板材在环后面变形，或与凹槽向内扩张的壁接合。
在第四方面，第三方面的方法与第一方面的中空铆钉或管形芯块组合使用，或与第二部分的实心的或半管形铆钉或芯块组合使用。
在第五方面，本发明属于一种用于板材的铆合连接部，它是由第一至第四方面的任何一种方法形成的。
本发明特别适用于连接金属板材，同时也适用于聚合材料（例如，聚乙烯，聚氨酯，聚丙烯，尼龙），其中，一或多个金属板材可由聚合材料板材代替，例如，该方法适用于连接，一个铝板与一聚丙烯板，其中，可将聚合板局部加热（例如，通过支承冲模），以促使其连接部形成时聚合材料的“流动”。环和元件也可由聚合材料制成，并与金属和/或聚合材料板铆合。
铆钉或芯块的体可具有外部的键，槽，齿或其他凸、凹部，以在铆合连接部的铆钉或芯块与板材之间提供附加的啮合。
可将粘合剂涂敷在例如铆钉或芯块的体上，以协助铆钉或芯块粘接在板材上。也可将粘合剂加在要挤入铆合连接部的管形或半管形铆钉或芯块的孔中，当铆钉或芯块变形时，协助铆钉或芯块粘接在板材上。
图1是适于将两个金属板铆合在一起的中空铆钉或管形芯块的侧剖视图;
图2至图5是第一实施例的形成铆合连接部的两步工序中各步骤的侧剖视图;
图6是第一实施例的铆合连接部的侧剖视图;
图7是变型的管形铆钉或芯块的侧剖视图;
图8至图11是第二实施例形成铆合连接部的单步工序的步骤的侧剖视图;
图12是第二实施例铆合连接部的侧剖视图;
图13是实心铆钉或芯块的侧剖视图;
图14和图15是第三实施例形成铆合连接部步骤的侧剖视图;
图16是第三实施例的铆合连接部的侧剖视图;
图17是半管形铆钉或芯块的侧剖视图;
图18至图22是第四实施例形成铆合连接部的步骤的侧剖视图;
图23是第四实施例铆合连接部的侧剖视图;
图24是一个环的（a）顶平面图，（b）侧剖视图，和（c）底平面图;
图25是第五实施例铆合连接部的剖视图;
图26是图25铆合连接部一个变型的类似视图;
图27是一个元件的（a）顶平面图，（b）侧剖视图，和（c）底平面图;
图28是第六实施例铆合连接部的侧剖视图;
图29是图28的铆合连接部一个变型的类似视图;
图30是一个第二元件的（a）顶视图，（b）侧剖视图，和（c）底视图;
图31是第七实施例的铆合连接部的侧剖视图;
图32是显示了图31铆合连接部的侧剖视图，其中，元件支承在冲模上。
现在参见图1至图6，图1的管形铆钉10被钉入金属板材而形成图6的铆合连接部。
要被连接在一起的金属板材12，13被支承在一铆合工具的冲模组件14上，冲模组件有一可扩张的和可收缩的夹头16，它与一夹头座17和一砧座18相配合，其布置使连接部11成形时可被释放。
铆合工具15有一予紧头19，用于将金属板12，13压紧在冲模组件上，并具有（弹簧加载的）内滚珠19A，以使铆钉10定位并对中，一个冲头20可滑动地装在套筒21中，套筒21可滑动地装在予紧头19中，冲头20和套筒21与各自的液压油缸（未显示）相连。
现在描述铆合工具15的工作。
当予紧头19将金属板12，13压紧在冲模组件14上之后，驱动冲头20使其穿过铆钉10与上板12接合;套筒21与铆钉10接合。将冲头20和铆钉10推进，使金属板12，13变形进入冲模组件14（看图14）。然后将套筒21推进而使铆钉10内端向外变形（看图5和6）。
作为一个后成形操作，可使砧座18向冲头20弹簧加载或强制升起，以协助铆钉或芯块的变形。
铆钉的插入和变形协助将金属板12，13锁合在一起，增加了其剪切强度和轴向分离强度（既分别是箭头A和B的方向）。
铆钉10的孔22可加工出螺纹，用于容纳一个固定件或插头件，以支承例如一个电线布线环，或容纳一塑料插入件，以对铆合连接部11形成一平齐的盖。
现在参见图7至图12，一个变型的管形铆钉110有一至其内孔122的锥形端123。
在这个单步方法中，省略了套筒21，冲头120可滑动地装在予紧头119中，金属板112，113支承在冲模组件114上，并由予紧头119压紧。冲头120与铆钉110接合（看图9），并将铆钉110钉入已变形进入冲模组件114的金属板112，113中，（看图10）。进一步推进冲头120（看图11），使铆钉110内端变形而形成铆合连接部111（看图12）。
为了增加铆合连接部11，111的强度，可采用一实心的或半管形的铆钉或芯块。
现在参见图13至图16，一实心芯块210（看图13）下端有一拱形凹部222，用于形成图16的铆合连接部211。
压紧头219将金属板212，213压紧在冲模组件214上（看图14）。使冲头220推进将芯块210（作为冲头220的延伸部）钉入金属板212，213，使板变形进入冲模组件214而形成铆合连接部211。应该注意，芯块210的头部与板212的外表面是平齐的，这种连接部适用于有美观要求的地方，例如在车体的可视表面。
半管形芯块310（看图17）有一至其孔322的锥形端部323。
在图18至图23所示的两步工序中，压紧头319将金属板312，313予压紧在冲模组件314上，并使冲头320推进（看图19），形成一普通的钮扣型铆合连接部311A（看图20）。将冲头320退回，并将一半管形芯块310放在铆合工具中。
予紧头319将板材压紧（看图21），使冲头320推进将芯块310钉入铆合连接部311A中，并使芯块310变形形成铆合连接部311（看图23）。
现在参见图24和图25，铆钉或芯块（10，110，210，310）可由一（金属或塑料）环410代替，它与下板413接合而使铆合连接部411锁紧，板材412，413被变形进入环410扩张的锥形孔422。当冲头（未显示）使板材412，431变形时，环410由一冲模组件（未显示）支承，环410的作用如同冲模体。
如图26所示，条带或夹片424可与环410整体成形，例如，可将线路固定在车体上。如果必要，可将环410与图17至图23的方法相结合，其中，一实心的或半管形的芯块被压入铆合连接部411，形成一个与板材412平齐的表面。
也可以使用一个元件510（看图27至图29），它具有一锥形槽或孔522，和一螺纹孔525（作为未示出的辅助组件的一部分），元件510作为铆合连接部511的冲模，并为固定在板材512，513上的辅助组件提供了一支座。
如图29所示，一实心芯块210可被压入铆合连接部511。（芯块210可具有螺纹，并有一槽，十字头槽或六角形槽，如果需要拆开连接部511时，可将芯块210取下）。
图30至图32显示了一个第二元件610的连接，它具有一孔622和一光滑栓（图30）或一螺纹端栓626（图31），第二元件610固定于铆合连接部。（栓的外形也可以与例如一卡子或锁紧装置相接合）。
图32显示了在铆合步骤期间，元件610由一冲模组件614支承。
在图24至26，图27至29和图30至32所示的方法中，显示了固定于环410和元件510，610上的两板412，413;512，513;612，613。该方法也可以用于将一单板固定在环410或元件510，610上。
另外，在所有方法中，一或两个板可以是聚合板（例如，聚丙烯），最好内板（例如13，113）是聚合板，可将冲模组件在铆合连接部的位置加热，以促使聚合材料的“流动”。
为了改善回收性，最好铆钉10，110;芯块210，310;环410;或元件510，610与板材是相同类型的材料，因为这就不需要拆卸连接部了。
作为本发明方法的优点的一个标志，与点焊不同，将8mm的实心铆钉或芯块与铆合连接部配合使用，能使金属板连接部的剪切强度增加50%，并且剪切强度和轴向分离方向的强度都能保持在所控制的限度之内。这就意味着铆合连接部的数量可比点焊的数量少的多，并且该连接部也可支承辅助组件。
对于上面描述和图示的实施例可作出各种变化和变型，而不脱离本发明所附权利要求所限定的范围。