Was ist Ölwirbel in Gleitlagern?

Ölwirbel sind selbsterregte Schwingungen in Gleitlagern, die durch den Ölkeil verursacht werden, der die Welle in eine präzessionsförmige Vorwärtsbewegung drückt. Sie treten bei etwa 0,42–0,48-facher Wellendrehzahl auf (häufig wird ~0,43-fach angegeben). Die Amplitude des Ölwirbels nimmt mit der Drehzahl zu und kann unbehandelt instabil werden.

Was ist ein Ölpeitscheneffekt und wie unterscheidet er sich von einem Ölwirbel?

Ölpeitschen tritt auf, wenn die Frequenz der Ölwirbel mit der ersten Eigenfrequenz des Rotors (erste kritische Drehzahl) übereinstimmt. An diesem Punkt stabilisiert sich die Wirbelfrequenz und erhöht sich mit steigender Drehzahl nicht weiter. Ölpeitschen ist ein schwerwiegender Instabilitätszustand mit potenziell zerstörerischen Amplituden.

Wie kann ich Ölwirbel von anderen subsynchronen Schwingungen unterscheiden?

Ölwirbel lassen sich anhand folgender Merkmale identifizieren: (1) Frequenz bei ca. 0,42–0,48-facher Wellendrehzahl, (2) Vorwärtspräzession der Umlaufbahn, (3) proportionale Frequenzabhängigkeit der Wellendrehzahl, (4) typischerweise mit der Drehzahl zunehmende Amplitude. Andere subsynchrone Quellen wie Reibung oder lose Bauteile treten typischerweise bei exakten Subharmonischen (1/2×, 1/3×) auf und können eine Rückwärtspräzession aufweisen.

Was verursacht das Auftreten von Ölwirbeln?

Der Beginn des Ölwirbels hängt ab von: (1) der Wellendrehzahl, die die Stabilitätsschwelle überschreitet, (2) der geringen Lagerbelastung (leicht belastete Lager sind anfälliger), (3) der niedrigen Ölviskosität (aufgrund hoher Temperatur oder falscher Ölsorte), (4) dem übermäßigen Lagerspiel und (5) der Fehlausrichtung oder Unwucht, die die Lagerlastverteilung beeinflussen.

Wie lassen sich Ölwirbel und Ölpeitschen verhindern oder beheben?

Zu den Lösungsansätzen gehören: (1) Erhöhung der Lagerbelastung oder Verringerung des Lagerspiels, (2) Verwendung von Anti-Wirbellagerkonstruktionen (Kipplager, Drucklager, Zitronenlager), (3) Änderung der Ölviskosität (Viskositätsklasse oder Temperaturkontrolle), (4) Reduzierung der Betriebsdrehzahl unter die Instabilitätsschwelle, (5) Verbesserung der Ausrichtung und des Gleichgewichts zur Stabilisierung des Lagerbelastungsmusters.

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Häufigkeit von Gleitlagerdefekten

Berechnung des Ölwirbelfrequenzbereichs, der Ölpeitschenindikatoren, der Wellenfrequenz und der subsynchronen Schwingungseigenschaften für Gleit-/Hülsenlager.

Ölwirbel Ölpeitsche Subsynchron

Ergebnisse

Ölwirbel-Frequenzbereich

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Typischer Ölwirbel (bei gewähltem Verhältnis)

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Wellenfrequenz (1×)

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2× Welle (Ausrichtungsprüfung)

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Zusammenfassung der wichtigsten Frequenzen

Frequenz	Hz	CPM	Indikator

⚠️ Öl-Schlag: Übersteigt die Betriebsdrehzahl etwa das Zweifache der ersten kritischen Drehzahl, kann sich der Ölwirbel auf die Rotor-Eigenfrequenz einstellen und zu Ölpeitschen führen – einem schwerwiegenden Stabilitätszustand. Untersynchrone Komponenten sind daher genau zu überwachen.

Ölwirbel

Ölwirbel sind selbsterregte Schwingungen in Gleitlagern mit Flüssigkeitsfilm. Der Ölfilmkeil erzeugt eine Kraft, die die Welle in eine Vorwärtspräzessionsbahn mit einer Frequenz unterhalb der Wellendrehzahl versetzt.

Das typische Wirbelverhältnis beträgt etwa 0,43, variiert aber je nach Lagergeometrie, Belastung, Ölviskosität und Lagerspiel zwischen 0,42 und 0,48.

Ölpeitsche

Ölpeitschen tritt auf, wenn die Ölwirbelfrequenz mit der ersten kritischen Drehzahl des Rotors übereinstimmt. An diesem Punkt “fixiert” sich die subsynchrone Schwingung auf die kritische Drehzahl und folgt nicht mehr der Wellendrehzahl.

Ölpeitschenbildung ist ein potenziell zerstörerischer Zustand, der sofortige Aufmerksamkeit erfordert.

Wellenfrequenz

Wichtige Vibrationsindikatoren

Frequenz	Muster	Anzeige
0,42–0,48× Schaft	Subsynchrone Vorwärtspräzession	Ölwirbel – Beginn der Lagerinstabilität
Gesperrte Sub-Synchronisierung	Feste Frequenz unabhängig von der Geschwindigkeit	Ölpeitsche – auf 1. kritischen Punkt fixiert
1× Welle	Synchron	Normale Ungleichgewichtsreaktion
2× Welle	Zweite Harmonische	Fehlausrichtung, Lockerheit oder nichtlineares Verhalten

Beispiel – Dampfturbine bei 3000 U/min

Gegeben: Wellendrehzahl = 3000 U/min, Wirbelverhältnis = 0,43

Wellenfrequenz = 3000 / 60 = 50,0 Hz

Ölwirbelbereich = 0,42×50 bis 0,48×50 = 21,0 – 24,0 Hz

Typischer Wirbel = 0,43 × 50 = 21,5 Hz (1290 CPM)

2× Welle = 100,0 Hz

Diagnosetipp: Der Ölwirbel folgt der Wellendrehzahl (die Frequenz ändert sich proportional). Der Ölschwall folgt NICHT der Drehzahl – er bleibt an die kritische Drehzahl gekoppelt. Dies ist das wichtigste Unterscheidungsmerkmal zwischen den beiden Zuständen beim Hochfahren oder Auslaufen.

Häufigkeit von Gleitlagerfehlern | Ölwirbel und Ölpeitsche

Veröffentlicht von Nikolai Shelkovenko auf 15. Februar 2026 15. Februar 2026