Kerne in Verbund- und Strukturwerkstoffen

Der Begriff Kern (core) bezeichnet in der Werkstofftechnik und Strukturmechanik die innere, meist lasttragende oder funktionsbestimmende Zone eines mehrteiligen Aufbaus. In Sandwichstrukturen bildet der Kern die mittlere Schicht zwischen zwei Decklagen und bestimmt maßgeblich Biegesteifigkeit, Beulstabilität, Energieabsorption und Gewicht. Typische Beispiele sind thermoplastische Sandwich-Kerne, Holzfaser-basierte Wellenkerne, Gitterkerne sowie metallische oder polymerbasierte Wabenkernstrukturen (z. B. Aramid-Wabenkern).

Sandwich-Kerne werden primär auf Schubbeanspruchung ausgelegt, während die Decklagen Zug- und Druckkräfte aufnehmen. Wichtige Kenngrößen sind Schubmodul, Schubfestigkeit, Druckfestigkeit senkrecht zur Ebene, Dichte sowie thermische und akustische Eigenschaften. Die Wahl des Kernmaterials (z. B. Polymerschaum, Holzfaser, Metall, Keramik) erlaubt eine gezielte Anpassung von Leichtbau, Dämpfung und Funktionsintegration.

Im Gegensatz dazu dienen Eisen- oder Stahlkerne in magnetischen Bauteilen (z. B. Transformatoren, Elektromotoren) zur Führung und Verstärkung magnetischer Flüsse. Hier stehen magnetische Permeabilität, Sättigungsflussdichte, Hysterese- und Wirbelstromverluste im Vordergrund. Trotz unterschiedlicher physikalischer Funktionen ist die gemeinsame Charakteristik aller Kernkonzepte, dass sie das innere, funktional dominierende Element eines mehrschichtigen oder gekoppelten Systems darstellen.

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