SEW-EURODRIVE, bekannt für die Entwicklung und Herstellung anspruchsvoller Antriebslösungen, verfolgt seit jeher das Ziel, leistungsstarke Getriebe und Antriebssysteme bereitzustellen, die Anwendungen von Fahrsteigen in Flughäfen und Achterbahnen bis hin zu Schwerlastförderanlagen in Produktionsbetrieben antreiben.
Die Grundlage dafür bildet die präzise Wärmebehandlung von Stahlkomponenten – insbesondere Zahnrädern und Ritzeln –, die höchsten Anforderungen hinsichtlich Festigkeit, Verschleißbeständigkeit und Lebensdauer genügen müssen.
Von der Atmosphärenaufkohlung zu neuen Anforderungen
Seit 2002 setzte SEW-EURODRIVE auf einen etablierten Prozess aus wässriger Reinigung, Atmosphärenaufkohlung, Ölabschreckung und einer anschließenden zweiten wässrigen Reinigung. Dieses Verfahren erwies sich über viele Jahre als zuverlässig, war jedoch nicht frei von Einschränkungen.
Die gasbeheizten Öfen erforderten kostenintensive Wartungsmaßnahmen wie die Erneuerung der Feuerfestauskleidung der Heizzone, den Austausch von Ofenschienen sowie regelmäßige Brennereinstellungen zur Gewährleistung eines sicheren Betriebs. Die Ölabschreckung führte zudem zu einer verschmutzten Arbeitsumgebung und machte einen zusätzlichen Reinigungsschritt nach dem Härten erforderlich.
Insbesondere bei kleineren Bauteilen war der Prozess darüber hinaus sehr arbeitsintensiv. Die Chargen mussten manuell aufgebaut werden, bevor die Teile nach der Wärmebehandlung gestrahlt wurden. Die Verarbeitung von mehreren Hunderttausend Zahnrädern und Ritzeln pro Jahr bedeutete entsprechend einen erheblichen Zeit- und Personalaufwand.
SEW-EURODRIVE betreibt insgesamt fünf Atmosphärenöfen. Um die Effizienz zu steigern, entstand die Idee, größere Bauteile weiterhin auf den bestehenden Anlagen zu bearbeiten, während kleinere Zahnräder und Ritzel mit hohen Stückzahlen künftig auf einer automatisierten Vakuumaufkohlungslinie verarbeitet werden sollten.
Moderne Robotik steuert die vollautomatisierte Reinigungs- und Vakuumaufkohlungslinie von SEW-EURODRIVE – für höheren Durchsatz, maximale Prozesssicherheit und reproduzierbare Ergebnisse. (Quelle: ECM & SEW-EURODRIVE)
Moderne Robotik steuert die vollautomatisierte Reinigungs- und Vakuumaufkohlungslinie von SEW-EURODRIVE – für höheren Durchsatz, maximale Prozesssicherheit und reproduzierbare Ergebnisse. (Quelle: ECM & SEW-EURODRIVE)
Warum Vakuumaufkohlung – und warum Reinigung entscheidend ist
Mit dem ECM NANO Vakuumaufkohlungssystem fand SEW-EURODRIVE die passende Lösung. Die Anlage wurde speziell für kleine Chargengrößen entwickelt und ermöglicht eine automatisierte Be- und Entladung durch Roboter – ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Automatisierung. Darüber hinaus bietet die Vakuumaufkohlung eine präzisere Prozessführung, geringeren Verzug und reproduzierbarere Ergebnisse als konventionelle Atmosphärenverfahren.
Allerdings stellt die Vakuumaufkohlung höchste Anforderungen an die Bauteilsauberkeit. Während Atmosphärenöfen gewisse Oberflächenverunreinigungen tolerieren können, müssen Werkstücke für die Behandlung im Vakuum absolut sauber sein. Rückstände von Bearbeitungsölen, Kühlschmierstoffen oder Metallspänen können sowohl die Bauteilqualität als auch die Integrität des Ofens beeinträchtigen.
Damit rückte die Reinigung – häufig lediglich als vorbereitender Prozessschritt betrachtet – in den Mittelpunkt der Prozessoptimierung bei SEW-EURODRIVE. Das Unternehmen entschied sich für eine HEMO Hybrid-Reinigungsanlage, die sowohl wässrige als auch lösemittelbasierte Reinigungsprozesse ermöglicht und damit maximale Flexibilität bietet. Zum Einsatz kommt dabei der modifizierte Alkohol DOWCLENE™* 1601.
Vorbehalte überwinden
Für ein Unternehmen mit hohen Ansprüchen an Umwelt- und Arbeitsschutz war die Einführung eines lösemittelbasierten Reinigungsprozesses keine Selbstverständlichkeit. Fragen hinsichtlich Entsorgung, Entflammbarkeit und Mitarbeiterschutz wurden intensiv geprüft.
Die hermetisch geschlossene HEMO-Reinigungsanlage, die für einen sicheren Umgang mit Lösemitteln und minimale Emissionen ausgelegt ist, überzeugte letztlich auch die Verantwortlichen aus den Bereichen Umwelt, Gesundheit und Arbeitssicherheit.
Neben den Anforderungen der Vakuumaufkohlung spielte ein weiterer Faktor eine entscheidende Rolle: der Einsatz von CFC-Trägern (Carbon Fiber Composite) innerhalb der Reinigungs- und Wärmebehandlungslinie. Diese leichten und gleichzeitig äußerst robusten Trägersysteme ermöglichen die automatisierte Handhabung kleiner Chargen.
Ihre poröse Struktur kann jedoch Flüssigkeiten während des Reinigungsprozesses aufnehmen. Verbleibende Feuchtigkeit oder Ölrückstände können später im Ofen wieder austreten, die Heizzone beeinträchtigen und die Bauteilqualität negativ beeinflussen.
Im Vergleich zur wässrigen Reinigung verdampfen Lösemittel vollständig und entfernen aufgenommene Rückstände deutlich effektiver. Dadurch bleiben sowohl die Bauteile als auch die CFC-Träger zuverlässig trocken. Die Lösemittelreinigung macht die Automatisierung mit CFC-Trägern somit nicht nur möglich, sondern auch prozesssicher.
Umfangreiche Versuchsreihen bei HEMO und ECM bestätigten die Leistungsfähigkeit des Konzepts: Nur die Lösemittelreinigung entfernte Öle und Kühlschmierstoffe zuverlässig genug, um Ofenverschmutzungen oder Verfärbungen der Bauteile sicher zu vermeiden.
Saubere, präzise chargierte Zahnräder – bereit für die Vakuumaufkohlung. (Quelle: ECM & SEW-EURODRIVE)
Saubere, präzise chargierte Zahnräder – bereit für die Vakuumaufkohlung. (Quelle: ECM & SEW-EURODRIVE)
Ein technischer und operativer Quantensprung
Im März 2025 nahm die vollständig integrierte Reinigungs- und Vakuumaufkohlungslinie von SEW-EURODRIVE den Produktionsbetrieb auf. Der neue Prozess – bestehend aus Lösemittelreinigung, Vakuumaufkohlung, Gasabschreckung und Anlassen – bedeutete sowohl technisch als auch organisatorisch einen deutlichen Fortschritt.
Die Bauteile verlassen den Ofen heute sauber und blank, ohne Flecken oder Verfärbungen. Die kleinen Chargengrößen des ECM-NANO-Systems ermöglichen eine automatisierte Roboterbeladung und unterstützen damit die Vision eines durchgängig automatisierten Wärmebehandlungsprozesses – insbesondere bei Bauteilen mit hohen Stückzahlen.
Manuelle Arbeitsschritte wie das Auf- und Abbauen von Chargen sowie das Strahlen kleiner Bauteile nach der Wärmebehandlung konnten vollständig entfallen. Dadurch wurden nicht nur erhebliche Personalkapazitäten für größere Bauteile freigesetzt, sondern auch die Kosten für Strahlmittel um rund 6.000 US-Dollar pro Monat reduziert.
„Früher benötigten wir etwa zwei Wochen, um einen Auftrag mit 25.000 Zahnrädern und 25.000 Ritzeln durch die manuellen Prozessschritte zu schleusen. Dieser Personalaufwand entfällt heute für einen großen Teil unseres Produktspektrums“, erklärt Chris Rollins, Heat Treat Supervisor bei SEW-EURODRIVE.
Die HEMO-Hybridanlage wurde bewusst ausgewählt, um maximale Flexibilität bei der Entfernung unterschiedlichster Bearbeitungsrückstände zu gewährleisten. Damit bleibt das System auch für zukünftige Anforderungen offen.
Nach umfangreichen Versuchen stellte SEW-EURODRIVE jedoch fest, dass reine Lösemittelprozesse die Anforderungen der Vakuumaufkohlung am besten erfüllen. Sie bieten die kürzesten Taktzeiten und die konstantesten Reinigungsergebnisse.
Während Hybridprogramme etwa 30 Minuten und wässrige Prozesse rund 50 Minuten benötigen, erreichen lösemittelbasierte Prozesse die gleiche hohe Sauberkeit bereits nach 18 bis 22 Minuten. Damit kann die Reinigung problemlos mit dem Takt der Ofenanlagen Schritt halten und die Gesamtanlageneffizienz steigern.
Darüber hinaus wurde die Ölabschreckung durch Gasabschreckung ersetzt. Dadurch entfiel der zweite wässrige Reinigungsschritt mitsamt den Herausforderungen hinsichtlich Reinigungsmittelkonzentration, Spülprozessen und Badpflege. Abgesehen von wöchentlichen Lösemittelkontrollen und routinemäßigen Wartungsarbeiten bleibt der Wartungsaufwand der Reinigungsanlage gering.
„Bei der wässrigen Reinigung ist es immer ein Balanceakt, genügend Reinigungsmittel für eine effektive Reinigung einzusetzen, ohne Flecken auf den Bauteilen zu hinterlassen. Mit der Lösemittelreinigung haben wir weder Flecken noch Rost oder andere Verunreinigungen. Zusätzlich reduziert der Vakuumprozess den Bauteilverzug, sodass wir insgesamt konsistentere Ergebnisse erzielen. Der Prozess ist sehr zuverlässig und hervorragend reproduzierbar“, so Rollins.
Sauberer Start, sauberes Ergebnis
Für SEW-EURODRIVE bedeutete die Optimierung der Wärmebehandlung, über den Ofen hinauszudenken. Bei der Vakuumaufkohlung ist Sauberkeit keine Option, sondern eine Grundvoraussetzung. Durch die Integration der Reinigungstechnologie von HEMO konnte das Unternehmen die Vorteile des ECM-NANO-Systems vollständig ausschöpfen: Automatisierung, Geschwindigkeit, Qualität und Prozesssicherheit.
Die Erfahrungen von SEW-EURODRIVE zeigen, dass erfolgreiche Wärmebehandlung bereits deutlich vor dem Ofen beginnt – nämlich bei der Reinigung. Erst das Zusammenspiel aller Prozessschritte ermöglicht eine nachhaltige Optimierung.
Oder, wie Chris Rollins abschließend zusammenfasst: „Das neue System hat uns schneller, effizienter und sicherer gemacht. Die Lösemittelreinigung war nicht einfach nur ein Wechsel des Reinigungsverfahrens – sie war ein entscheidender Baustein, um die Vakuumaufkohlung erfolgreich umzusetzen.“
