Pilzkopf

Ein Pilzkopf ist eine vergrößerte, gerundete Kappe am Ende einer Welle, eines Bolzens oder eines Niets, die breiter ist als die Welle selbst. Er dient als Lagerfläche oder Anschlag und verhindert, dass ein Bauteil durch ein Loch oder eine Muffe gleitet, oder verteilt die Last auf eine größere Fläche. Die Form ähnelt einem echten Pilz, wobei der Stiel die schmalere Welle darstellt und die Kappe den aufgeweiten Kopf.

Pilzköpfe kommen am häufigsten bei Nieten vor, die im Dampfkesselbau und Schiffbau verwendet werden. Ein erhitztes Niet wird durch überlappende Bleche gesteckt, und der vorstehende Stiel wird gehämmert oder gepresst, um auf der gegenüberliegenden Seite einen zweiten Pilzkopf zu bilden, was die Bleche dauerhaft miteinander verbindet. Die vergrößerte Kappe verteilt die Spannkraft und verhindert, dass das Niet durch das Material hindurchgezogen wird. Industrielle Niettechnik folgt diesem Prinzip noch heute, allerdings haben moderne hochfeste Bolzen Strukturniete in Neubauten großteils ersetzt.

Bei Verbindungselementen nimmt der Pilzkopf je nach Anwendung unterschiedliche Formen an. Ein Schlossschraube hat eine flache, gerundete Pilzkappe, die mit der Oberfläche von Holz oder weichen Werkstoffen bündig sitzt. Ein Aufzugsbolzen verbindet einen Pilzkopf mit einem quadratischen Hals, um Verdrehung in Holzbalken zu verhindern. In Maschinen dienen pilzkopfförmige Stifte oder Anschläge als mechanische Grenzen und verhindern, dass Wellen oder Hebel über sichere Grenzen hinaus rotieren. Der Kopf muss groß genug sein, dass weder Metallermüdung noch plastische Verformung es ihm erlauben, in seine Auflagefläche einzusinken.

Ausfälle treten typischerweise auf, wenn der Pilzkopf im Verhältnis zur Last zu klein ist und eine fortschreitende Verformung oder ein Hindurchziehen zulässt. Korrosion und Spannungskonzentration an der Übergangsstelle zwischen Welle und Kappe können Risse einleiten. Bei genieten Strukturen erzeugt unvollständiges Kopfformen während der Herstellung eine schwache Verbindung; der zweite Pilzkopf muss vollständig und gleichmäßig über seinen gesamten Umfang ausgebildet werden. Moderne Prüfung nutzt den visuellen Vergleich mit Referenzmuster oder die Messung von Kopfabmessungen und Oberflächenunregelmäßigkeiten.

Der Begriff spiegelt praktische Handwerkssprache wider, nicht formale Ingenieurnomenklatur. Ältere technische Unterlagen bezeichnen dasselbe Merkmal je nach spezifischer Anwendung und danach, ob die Kappe über, bündig mit oder versenkt in die angrenzende Fläche sitzen soll, als Knopfkopf, Gegenkopf oder Senkung. Die Unterscheidung ist wichtig, denn ein als Pilzkopf statt Sockenkopf oder Flachkopf spezifiziertes Niet, Bolzen oder Stift verhält sich unter Belastung und beim Montieren unterschiedlich.