Luftgewehr dieseln

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und warum wie es vermeiden

Der sogenannte „Diesel-Effekt“ (oder das Dieseln) beschreibt die ungewollte Selbstentzündung von Schmierstoffen im Kompressionsraum einer Federdruck- oder Knicklauf-Druckluftwaffe. Aus physikalischer Sicht verwandelt sich die Druckluftwaffe in diesem Moment kurzzeitig in eine "Feuerwaffe" (Verbrennungskraftmaschine). Was von manchen Laien fälschlicherweise zur Leistungssteigerung provoziert wird, stellt eine massive Gefahr für Material und Schütze dar. (Zeitgenossen streichen kleine Mengen Fett (Vaseline) in den Hohlraum des Diabolos.)

Anmerkung:
"Feuerwaffe“: Physikalisch gesehen, ist es bildhaft verständlich, technisch etwas irreführend:
Es findet eine Verbrennung statt, wodurch sich das Druckprinzip verändert – die Waffe wird dadurch aber nicht automatisch rechtlich oder konstruktiv zu einer Feuerwaffe.

Die Physik: Adiabatische Kompression

Wird der Kolben eines Knicklauf-Luftgewehrs durch die starke Feder beim Schuss explosionsartig nach vorne getrieben, komprimiert er die Luft im Zylinder in Bruchteilen einer Sekunde.

• Durch diese extrem schnelle adiabatische Kompression (Kompression ohne Wärmeaustausch mit der Umgebung) steigt der Luftdruck schlagartig an.
• Gleichzeitig steigt die Lufttemperatur im Kompressionsraum kurzzeitig auf mehrere hundert Grad Celsius.
• Befinden sich in diesem Raum brennbare Gase, Öldämpfe oder Schmierstoffreste, entzünden sich diese bei Erreichen ihres Flammpunktes von selbst – exakt nach dem Prinzip eines Dieselmotors.

Warum Fettexplosionen vermieden werden müssen

Eine unkontrollierte Fettexplosion im Zylinder hat verheerende Auswirkungen:

• Zerstörung der Waffe: Luftgewehre sind strukturell nicht für die Drücke von Explosionsgasen ausgelegt. Der plötzliche Überdruck zerstört regelrecht die Kolbendichtungen (Leder oder Kunststoff), bricht die Kolbenfeder und kann im schlimmsten Fall den Zylinder oder den Lauf verziehen.
• Verlust der Präzision: Da die Explosionen von Schuss zu Schuss völlig ungleichmäßig stark ausfallen, schwankt die Geschossgeschwindigkeit drastisch. Eine präzise Schussabgabe ist unmöglich.
• Verletzungsgefahr: Bei schweren Detonationen können heiße Gase, verbrannte Dichtungsteile oder Metallsplitter durch den Transferport nach hinten austreten und das Auge des Schützen verletzen.
• Rechtliche Konsequenzen: Durch das Dieseln steigt die Geschossenergie (Joule) drastisch an. Ein freies Luftgewehr (in Deutschland erkennbar am "F im Fünfeck", max. 7,5 Joule) kann durch den Effekt die gesetzliche Grenze weit überschreiten. Das absichtliche Herbeiführen ist somit ein Verstoß gegen das Waffengesetz (Führen/Besitz einer erlaubnispflichtigen Schusswaffe).

Historische Versuche, den Diesel-Effekt zu nutzen

Der Diesel-Effekt wurde bei Druckluftwaffen nicht nur als unerwünschte Erscheinung beobachtet. Historisch gab es auch Versuche, die bei der Kompression entstehende hohe Temperatur gezielt zur Verbrennung eines Brennstoffs zu nutzen und damit die Geschossenergie zu erhöhen.

Das Prinzip klingt zunächst plausibel: Wird zusätzlich zur komprimierten Luft ein brennbarer Stoff in den Kompressionsraum eingebracht, kann dieser durch die bei der Kompression entstehende hohe Temperatur selbstständig entzündet werden. Die entstehenden Verbrennungsgase erhöhen kurzfristig den Druck hinter dem Geschoss.

In der praktischen Anwendung zeigte sich jedoch ein grundlegendes Problem: Die Verbrennung war nur sehr schwer reproduzierbar.

Bereits kleine Unterschiede bei

• der Menge des Brennstoffs,
• dessen Verteilung im Kompressionsraum,
• Temperatur,
• Schmierung und
• Zustand der Dichtungen

führten zu unterschiedlichen Verbrennungsverläufen. Dadurch schwankte die Geschossgeschwindigkeit von Schuss zu Schuss erheblich.

Für eine präzise Druckluftwaffe ist das ein entscheidender Nachteil. Eine unterschiedliche Geschossgeschwindigkeit verändert die Flugbahn und damit den Treffpunkt. Die zusätzliche Energie konnte deshalb nicht zuverlässig in eine bessere praktische Leistung umgesetzt werden.

Hinzu kam die mechanische Belastung des Systems. Eine Verbrennung erzeugt deutlich höhere und vor allem wesentlich schneller ansteigende Druck- und Temperaturspitzen als die reine Kompression der Luft. Diese Belastungen wirkten auf Kolbendichtung, Feder, Kolben und Zylinder und beschleunigten deren Verschleiß.

Damit entstand ein grundlegendes Dilemma:

Mehr Energie → stärkere und ungleichmäßigere Verbrennung → höhere mechanische Belastung → stärkerer Verschleiß → schlechtere Reproduzierbarkeit.

Das Verfahren konnte sich deshalb gegenüber den rein mechanischen Systemen mit Federkolben nicht als zuverlässige Methode zur Leistungssteigerung etablieren.

Der Diesel-Effekt blieb damit vor allem eine Erscheinung, die bei der Entwicklung und Wartung von Druckluftwaffen berücksichtigt werden muss, nicht aber eine sinnvolle Methode für einen reproduzierbaren Schuss.

Abgrenzung zum normalen Dieseln

Zwischen einem historischen Versuch, Verbrennung gezielt einzusetzen, und dem gewöhnlichen Dieseln einer Druckluftwaffe besteht ein wichtiger Unterschied.

Beim normalen Dieseln gelangen Schmierstoffreste oder andere brennbare Stoffe unbeabsichtigt in den Kompressionsraum. Die anschließende Selbstzündung ist unkontrolliert und kann von kaum wahrnehmbaren Verbrennungserscheinungen bis zu einer heftigen Detonation reichen.

Für einen sicheren und präzisen Betrieb sollte deshalb der Kompressionsraum so betrieben und gewartet werden, dass keine unbeabsichtigte Verbrennung stattfindet.

Pflege und Vermeidung des Diesel-Effekts

Die wichtigste Maßnahme gegen ungewolltes Dieseln ist, den Kompressionsraum frei von überschüssigem Öl und Fett zu halten. Schmierstoffe, die bei der schnellen Kompression verdampfen oder sich entzünden können, können selbst zum Brennstoff werden.

Bei der Wartung eines Federkolben-Luftgewehrs sollte daher grundsätzlich gelten:

• Keine Mineralöle, Kriechöle oder Motoröle in den Kompressionsraum einbringen.
• Kein Öl oder Fett vor dem Kolben oder auf der Kolbendichtung verteilen, sofern der Hersteller dies nicht ausdrücklich vorsieht.
• Schmierstoffe nur an den dafür vorgesehenen Stellen und in der vom Hersteller angegebenen Menge verwenden.
• Für Kolbendichtung und mechanisch belastete Bauteile ausschließlich einen für das jeweilige Luftgewehr geeigneten Spezialschmierstoff verwenden.
• Überschüssiges Schmiermittel entfernen, anstatt es im System zu belassen.
• Nach einer Reinigung des Laufs darauf achten, dass kein flüssiger Schmierstoff in Richtung Kompressionsraum gelangt.
• Bei einem neuen Gewehr kann anfängliches leichtes Dieseln durch Produktions- und Montageöle auftreten. Stärkeres oder dauerhaftes Dieseln ist dagegen kein normaler Betriebszustand.

1. 1. 1. Warum „viel Schmierstoff“ nicht besser ist

Bei einem Federkolben-Luftgewehr erfüllt der Schmierstoff mehrere Aufgaben: Er reduziert Reibung und Verschleiß, schützt Oberflächen und unterstützt die Abdichtung. Für den Betrieb ist jedoch nur eine sehr geringe Schmierstoffmenge erforderlich.

Befindet sich dagegen überschüssiges Öl oder Fett im Kompressionsraum, kann es während des Schusses durch die schnelle Kompression stark erhitzt und teilweise verdampft werden. Erreicht das Gemisch die notwendige Zündtemperatur, kommt es zum Dieseln.

Deshalb sollte man die Begriffe Schmierung und Dieseln nicht als Gegensätze betrachten. Ein geeigneter Schmierstoff ist für den sicheren Betrieb notwendig; ein Überschuss an Schmierstoff kann jedoch genau die Verbrennung verursachen, die vermieden werden soll.

Auswahl des Schmierstoffs

Eine pauschale Empfehlung für ein bestimmtes Haushaltsfett, beispielsweise Vaseline, ist nicht sinnvoll. Entscheidend sind die Eigenschaften des konkreten Schmierstoffs unter den Bedingungen im Kompressionsraum.

Geeignete Produkte sollten vom Hersteller ausdrücklich für Federkolben-Luftgewehre bzw. deren Kolbendichtungen vorgesehen sein. Dabei sind insbesondere folgende Eigenschaften wichtig:

• geringe Neigung zum Verdampfen und Entzünden,
• gute Temperaturbeständigkeit,
• Verträglichkeit mit dem verwendeten Dichtungsmaterial,
• ausreichende Schmierwirkung bei hohen Druck- und Belastungsspitzen,
• chemische Beständigkeit gegenüber den verwendeten Materialien.

Die Herstellerangaben des jeweiligen Luftgewehrs haben Vorrang. Ein Schmierstoff, der sich für ein bestimmtes Dichtungsmaterial eignet, kann bei einem anderen Material ungeeignet sein.

Die sicherste Pflege ist daher nicht die Suche nach dem „fettigsten“ Schmierstoff, sondern die richtige Auswahl, die richtige Schmierstelle und die richtige, möglichst geringe Menge.