Kopfformen von Verbindungselemente
Der Schraubenkopf macht im Vergleich zur gesamten Schraubengröße vielmals nur einen kleinen Anteil aus. Er ist dafür von umso entscheidender Bedeutung, denn in ihm versenkt findet sich der Schraubenantrieb, durch den die Schraube allermeist erst funktionsfähig wird. In einigen Fällen bildet der Schraubenkopf auch den gesamten Schraubenantrieb ab – beispielsweise beim Außensechskant, Außenvielzahn, Außendreikant oder auch Außenvierkant. Dieser Umstand führt zu der weit verbreiteten Fehlvorstellung, dass der Schraubenkopf immer dem Schraubenantrieb entspricht – dem ist aber grundsätzlich nicht so!
Als Ort, an dem die Schraube durch Kraftübertragung in den Untergrund geführt wird, ist die Größe und Geometrie des Schraubenkopfes von entscheidender Bedeutung: Der Kopf muss einen Formschluss zwischen Bit und Schraube ermöglichen können. Weiterhin beeinflusst der Kopf auch die Eigenschaften des gesamten Bauteils. Insbesondere entscheidend ist hierbei die Frage, ob sich der Schraubenkopf vollständig in den Untergrund versenken lässt oder er aus dem Bauteil rausschaut. Im ersteren Fall wird das Verletzungsrisiko minimiert und eine Nachbehandlung auf einer glatten bzw. planaren Oberfläche ist möglich. Schaut der Kopf aus der Konstruktion raus ist dies materialschonender, ggf. leichter demontierbar und kann optisch veredelnd wirken. Darüber hinaus ist Wissen um den Schraubenkopf auch wichtig, um Längenangaben richtig interpretieren zu können: Für den Fall, dass sich der Kopf in den Untergrund komplett versenken lassen kann, wird dieser in der Längenangabe mitberücksichtigt.
Dieser einleitende Teil verdeutlicht: Auch die Wahl des Schraubenkopfes sollte mit Bedacht für das jeweilige Verbindungteil gewählt werden.
Senkkopf
Der Senkkopf gehört wohl weltweit zu einem der bekanntesten und am meisten verwendeten Schraubenköpfe. Sowohl bei Holzschrauben, als auch metallischen Schrauben kommt die Kopfform zum Einsatz. Der Senkkopf fällt auf durch einen nach unten gerichteten konischen bzw. kegelförmigen Kopf und glatter Oberfläche – mit Ausnahme der Versenkung für den Schraubenantrieb. Durch die Geometrie dringt die Schraube samt Kopf vollständig in den Untergrund ein. Um Materialschädigungen zu umgehen, ist beim Eindringen metallischer Schrauben ein Vorfräsen des metallischen Untergrunds angeraten bzw. bei Holzschrauben sollte auf zusätzliche Fräsrippen zurückgegriffen werden. In diesem Fall wird auch von einem Senkfräskopf gesprochen. Aufgrund der ebenen Oberfläche nach dem vollständigen Eintauchen in den Schraubenuntergrund ist die Gefahr eines Hängenbleibens an der Schraube minimal. Deswegen werden Senkköpfe insbesondere dort genutzt, an dem ein möglichst geringes Verletzungsrisiko angestrebt wird.
In Längenangaben wird der Schraubenkopf mitberücksichtigt, da dieser wie zuvor beschrieben in den Untergrund vollständig eindringt.
Rundkopf
Als Rundkopf wird sowohl eine eigenständige Kopfform bezeichnet als auch eine Gruppe verschiedener Kopfformen – darunter Halbrundkopf und Flachrundkopf. Ist im engeren Sinne die spezifische Kopfform gemeint, ist auch der Begriff Panhead geläufig. Beim Rundkopf findet sich der Antrieb versenkt. Bedingt durch ihre Geometrie dringt die Kopfform nicht in den Untergrund ein. Die Gefahr von Materialschädigungen oder darunterliegender Elektronik ist gering, weshalb diese Schraubenform vornehmlich als metallische Schraube im Maschinenbau und in der Elektroinstallation genutzt wird. Vereinzelt finden sich auch Schrauben mit Panhead im Holzbaubereich.
In Längenangaben wird der Schraubenkopf nicht mitberücksichtigt, da sich dieser wie zuvor beschrieben nicht in den Untergrund einfügt.
Halbrundkopf
Der Halbrundkopf kann als Sonderform der Rundkopfschraube angesehen werden und ist im Vergleich zum Rundkopf eingedrückt sowie nach oben abgerundet. Aufgrund dieser linsenartigen Form findet sich auch die Alternativbezeichnungen als Linsenkopf. Stellenweise wird er auch als Pilzkopf, Ufokopf oder auch Button Head bezeichnet. Der Antrieb findet sich stets versenkt im Kopf. Sowohl bei metallischen Schrauben als auch Holzschrauben kommt er zum Einsatz, wobei hier – ähnlich zum Senkkopf – im Vorfeld ein Vorfräsen des metallischen Untergrunds erfolgen bzw. bei Holzschrauben auf Fräsrippen zurückgegriffen werden sollte. Aufgrund seiner Form dringt beim Anbringen nur ein Teil des Kopfes in den Untergrund ein. Die obere Hälfte des Halbrundkopfes ist deutlich sichtbar, weshalb er mitunter als bewusst inszeniertes Optikelement eingesetzt wird. Zeitgleich ist aufgrund der abgerundeten Beschaffenheit des Kopfteils nur ein geringes Verletzungsrisiko gegeben.
In Längenangaben wird der versenkbare Teil des Schraubenkopfes mitberücksichtigt
Flachrundkopf
Der Flachrundkopf weist eine sehr simple Geometrie auf. So handelt es sich um eine leicht nach oben zeigende bzw. konvexe Wölbung, die noch flacher ausfällt als beim Halbrundkopf. Es finden sich hauptsächlich metallische Schrauben in dieser Kopfform wieder. Populäre Nutzung erfährt dieser Kopf insbesondere bei Schlossschrauben. Gemäß Der Norm DIN 603 handelt es sich bei solchen um Flachrundschrauben mit Vierkantsatz. Das Besondere solcher Schrauben liegt darin, dass sie meist keinen Schraubenantrieb aufweisen, sondern durch das Bauteil gesteckt und anschließend mittels Mutter gekontert werden. Bedingt durch die Geometrie dringt der Schraubenkopf nicht in den Untergrund ein. Aufgrund der nach oben gewölbten Form liegt ein niedriges Verletzungsrisiko vor.
In Längenangaben wird der Schraubenkopf nicht mitberücksichtigt, da sich dieser wie zuvor beschrieben nicht in den Untergrund einfügt.
Tellerkopf
Der Tellerkopf weist eine wie es der Name bereits vermuten lässt glatte scheibenartige Form auf und erinnert an einen flache aufliegenden Teller. Im Vergleich zu anderen Kopfformen fällt der Tellerkopf durch seine besonders große Auflagefläche auf. Diese verschafft ihm vorteilhafte Eigenschaften: Zunächst kann durch diese auf Unterlegscheiben verzichtet werden. Weiterhin wird beim Anbringen der Schraube der Druck deutlich effizienter verteilt, weshalb Schrauben mit dieser Kopfform einen hohen Auszugswiderstand bzw. eine sehr starke Haltekraft aufweisen. Zugleich können durch diese mechanischen Eigenschaften anstelle vieler Schrauben mit anderen Kopfformen, bspw. Senkkopfschrauben, wenige Tellerkopfschrauben genutzt werden. Der Einsatz von Tellerschrauben ist folglich ressourcenschonend und somit auch aus finanzieller Sicht lukrativ. Vorzufinden ist der Tellerkopf hauptsächlich bei Holzschrauben – er findet Verwendung im Holzbau bzw. Pressspanbau.
Da der Tellerkopf nicht in den Untergrund eindringt, wird dieser bei der Längenangabe der Schraube nicht mit berücksichtigt.
Trompetenkopf
Der Trompetenkopf ähnelt vom Aussehen dem Senkkopf mit dem Unterschied, dass er im Gegensatz dazu noch einen zylinderförmigen Einbau zwischen Kopf und Schaft besitzt. In der Schraubenwelt ist er insbesondere bei Schnellschrauben im Gipskartonbau bzw. Trockenbau anzutreffen. Von Vorteil hier ist, dass aufgrund der Geometrie des Schraubenkopfes der Gipskarton nur angedrückt und nicht eingedrückt wird.
Der Trompetenkopf dringt nicht in den Untergrund ein, weshalb er bei Längenangaben der Schraube nicht mit gemessen wird.
Zylinderkopf
Aus dem Namen der Kopfform lässt sich sein Aussehen bereits erschließen. So weist dieser Kopf aus der Vogelperspektive eine ideal runde Oberfläche und im Querschnitt die Form eines Zylinders auf. Die Antriebe sind beim Zylinderkopf versenkt, so dass die Betätigung solcher Schrauben nur von oben möglich ist. Auch wenn eine Vielzahl möglicher Antriebsformen aufzufinden sind, so dominiert der Innensechskant beim Zylinderkopf. Eine Besonderheit stellt dar, dass dieser Kopf zusätzlich mittels einer sogenannten Unterkopfverzahnung bzw. Sperrverzahnung modifiziert werden kann. Dabei wird unterhalb des Kopfes ein fächerartiges Rillenmuster eingedrückt. Durch diese Losdrehsicherung weist die Schraube beim Einführen in den Untergrund einen hohen Auszugswiderstand auf. Bei Schrauben, die einen Zylinderkopf besitzen, handelt es sich meistens um metallische Schrauben. Nur vereinzelt finden sich auch Holzschrauben wieder. Die Verwendung von Schrauben beschränkt sich größtenteils auf das Elektrohandwerk.
Da der Kopf bei dieser Kopfform nicht in den Untergrund eindringt, wird dieser bei Längenangaben nicht mitberücksichtigt.
Schrauben ohne Kopf
Bei der Vielzahl an Schraubenkopfformen, die es gibt und den Einigen davon, die wir vorgestellt haben, soll nicht die Fehlvorstellung entstehen, Schrauben gebe es nur mit dazugehörigem „aufgesetzten“ Kopf. Dies ist der Regelfall, jedoch finden sich auch Schrauben ohne Kopf. Hierzu gehören unter anderem
- Gewindeeinsätze,
- Gewindestangen,
- Distanzschrauben,
- Nägel,
- Gewindestifte,
- Kerbstifte,
- Kegelstifte,
- Schaftschrauben,
- Spannstifte,
- Stiftschrauben,
- Splinte,
- Stockschrauben,
- Gewindestücke,
- Abstandsbolzen und
- Dehnschrauben
mit jeweils unterschiedlichen Aussehen und infolge unterschiedlichen Eigenschaften sowie Anwendungsbereichen.
Kopfform als Schraubenantrieb
Es gibt Kopfformen, die sowohl als Kopfform und zusätzlich als Schraubenantrieb fungieren. Dazugezählt werden können als populäre Beispiele
- der Außensechskant oder auch
- der Außenvielzahn,
- der Außendreikant und
- der Außenvierkant.
Die genannten Kopfformen haben wir in der Kategorie Schraubenantriebe zusammengefasst und verzichten an dieser Stelle auf eine Dopplung der Inhalte.