Bau eines Luftgewehres

Berechnung

Wie jedes seriöse Projekt wird auch dieses vorher mal auf dem Papier berechnet. Dies spart Zeit und zeigt, ob das ganze auch in der Praxis klappen könnte.

Das beiliegende Excell Programm (Programm ist hier sicher etwas gar übertrieben..) sollte dabei helfen. Die Berechnung basiert auf numerischer Berechnung. Für Runge Kutta und automatische Integration hätte ich besser in der Schule aufpassen sollen (Men lern fürs leben und nicht für die Schule…).

Ein Luftgewehr basiert hier auf komprimierter Luft die in einen Behälter geblasen wird. Dieser kann mittels eines Ventils auf einen Schlag entlüftet werden und treibt so das Geschoss im Rohr nach vorne.

Deshalb ist hier auch das „Volumen Pressluft [cm^3] einzugeben. Für die praktische Arbeit habe ich dann später ein einfaches Wasserrohr genommen. Mit der Luftpumpe wird dieses dann gefüllt. Die zweite Eingabe ist hier also folglich der „Anfangsdruck in Bar“. Jawohl Bar, obschon Pascal richtiger wäre, aber die Fahrradpumpe mit Manometer haben meistens eine Bar-Angabe auf dem Manometer.

Weiter ist der Laufdurchmesser einzugeben. Ja grösser der Laufdurchmesser, desto grösser ist auch die auf das Geschoss wirkende Kraft. Allerdings ziehen grosse Durchmesser auch schwere Geschosse nach sich, was nicht unbedingt in einer gesteigerten Mündungsgeschwindigkeit resultiert. Dies ist insofern verständlich, als das die Geschosse anschliessend mindestens doppelt so lang wie dick sein müssen. Sonst verkeilen sich die Geschosse im Lauf und es kommt somit absolut nichts in Ziel.

Die nächste Eingabe ist die „Lauflänge in Metern“. Je länger ein Rohr ist, desto besser wird die Kraft ausgenützt, aber desto schwerer und unhandlicher wird das Luftgewehr. Es macht hier also keinen Sinn, ein Rohr von 2m länge zu verwenden. Höchstens wenn ihr damit statisch auf Nagel im Garten schiessen wollt (Ratten, etc.).

Zu guter letzt die Eingabe des Geschossgewichtes in Gramm. Je leichter ein Geschoss ist, desto einfach kann es auf eine hohe Geschwindigkeit gebracht werden, aber desto schneller wird es auch wieder abgebremst.

Die Eo (Anfangs-Energie ) des Geschosses und die Vo (Anfangsgeschwindigkeit) des Geschosses werden vom Programm ausgegeben. Die restlichen Felder sollten unverändert so belassen werden.

Zu guter letzt muss ich gestehen, dass ich in der Berechnung die adiabatische Komponente der Luft ausser acht gelassen habe. Dies kann bei Eingabe von extremen Werten dazu führen, dass die Geschossgeschwindigkeit am Ende des Rohres über der Schallgeschwindigkeit liegt (über 310 m/s) was nicht sein kann. Damit wisst , dass Eure Eingaben nicht realistisch sind.

Dies sollte aber bis zu Geschwindigkeiten von 100 bis 150m /s keine Rolle spielen, da stimmt es noch relativ genügend genau. Der nächste Eintrag wird zeigen, wie das ganze in einem ersten Prototyp hergestellt werden kann.

Variante mit Luftpistole

Hier noch die Bilder des fertigen Modells. Im Gegensatz zum vorangehendes Druckspeicher ist hier der Druckspeicher gleicher Bauart (einfaches Wasserrohr mit Ventil) eingesetzt, aber mittels Druckluftschlauch (Hersteller Festo oder ähnliches) über das Ventil verbunden.

Der Druckaufbau im Rohr findet ebenfalls mittels Fahrradpumpe statt. Hier habe ich das etwas schlechtere Autoventil eingesetzt.

Ablauf für das Schiessen.

Zuerst wird die „Munition“ von vorne her in den Lauf geschoben bis der Anschlag spürbar ist. Das geschieht mit dem Ladestock. Anschliessend wird die Luft im Druckspeicher komprimiert (das Wasserrohr wird aufgepumpt). Nach Entfernen der Pumpe ist die Vorrichtung schussbereit.

Es handelt sich somit um einen Vorderlader-Luftgewehr das nach jedem Schuss wieder aufgepumpt werden muss. Sicher etwas mühsam aber besser als nichts J.

Auf das Luftgewehr kann natürlich noch ein Zielfernrohr montiert werden. Dies geschieht am besten mit Heisskleber. Mein Zielfernrohr ist leider bereits wieder abgebrochen, denn Heisskleber hält keine grossen Schläge aus L.

Der Schaft des Luftgewehres besteht aus zusammengeleimten Holzprofilen. Das ganze Holzverkleidung nimmt mindestens einen Tag in Anspruch aber meiner Ansicht nach Lohnenswert. Den es etwas selbstgebautes und es ist halbwegs brauchbar in Survival-Situationen. Auf 10m lässt sich problemlos ein Ball (Durchmesser cirka 20cm) treffen.

Baut es nach wenn dies die Gesetze erlauben und probiert es selber aus. Es ist lernreich, macht Spass und zeigt was möglich ist

Siehe Bilder:

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Bau des Druckluftspeichers und des Ventils (Garten Wasserpistole)

Das ganze besteht im Grund genommen aus einem üblichen Wasserrohr (1 Zoll Durchmesser) einer Abdeckkappe für das Wasserrohr, einem Reifenventil eines Lastwagens, einem L-Stück für das Wasserrohr aus Messing und einem Gartenschlauch-Sprühventil.

Das Wasserrohr und die Abdeckkappe bekommt man relativ einfach beim Sanitär oder im Bauhaus (z.B. bei Obi, etc.). Die Gewinde sind bereits geschnitten. Das Reifenventil bekommt man bei jedem Reifenhandel. Bitte nehmt nicht die normalen aus Gummi, da die nicht besonders gut in der Abdeckkappe halten. Die Lastwagenventile halten viel mehr aus, da sie eingeschraubt werden.

Die Gartenschlauchpistole gibt es ebenfalls bei Obi und sonstigen Anbietern. Jetzt zur praktischen Arbeit. Als erstes wird ein Loch in die Abdeckkappe gebohrt. Das geht relativ einfach mit einer handelsüblichen Bohrmaschine. Ihr seht selber dass ich das Loch nicht gerade zentrisch in die Mitte gebohrt habe. Arbeitet hier etwas genauer als ich J

Das Lastwagenventil wird nun durch das Loch der Abdeckkappe montiert. Da das Ventil über einen Gummisitz verfügt, muss hier das Ventil einfach kräftig angeschraubt werden bis es wirklich nicht mehr wackelt.

Der Clou bei der ganzen Montage ist die absolute Luftdichtigkeit. Da hilft das weisse Dichtungsband. Meier Röhrich würde hier meinen, nur nicht damit sparen. Bringt es ruhig sehr dick auf.

Die Abdeckkappe mit Ventil und das L-Stück aus Bronze werden hier dann aufgeschraubt. Das Endstück des Messing-Rohres passt hier genau in den untern Gewindeeinschnitt der Gartenschlauchpistole. Auch hier ist wieder viel Dichtungsband und ordentlich Kraft gefragt. Das ganze kann natürlich auch mit zwei Wasserrohrzangen angezogen werden.

Bei der Gartenschlachpistole muss der Durchgang der sich unterhalb der schwarzen Abdeckschraube befindet abgesschraubt werden. Darunter befindet sich eine Sicherheitsverengung die vorsichtig mit einer Stielfeile so weit wie möglich weggefeilt werden muss. Dabei ist darauf zu achten, dass die Gewindegänge der Abdeckschraube nicht beschädigt werden, weil sonst das ganze undicht wird.

Diese Sicherheitsverengung dient dazu, dass die „Pistole“ nicht schlagen kann, wenn plötzlich das Wasser kommt. Da Luft aber massiv weniger an Gewicht hat als Wasser hat dies bei diesem Verwendungszweck keinen Sinn. Weiter wollen wir ja explizit erreichen, dass die Luft hier möglichst ungestört durchströmen kann wenn das Ventil voll geöffnet wird.

Der maximale Druck im Inneren des Systems sollte 10 Bar nicht übersteigen. Wasserrohre und ähnliche Komponenten sind normalerweise auf 12 Bar Dauerdruck ausgelegt, hier gilt es die Sicherheitsmargen einzuhalten.

Die Dichtigkeit des ganzen Aufbaus wird am besten in der Badewanne getestet. Pumpt das ganze auf 6 bis 8 Bar auf (Fahrradpumpe mit Manometer dazu verwenden à Keinen zu grossen Ueberdruck aufpumpen). Anschliessend wird das ganze in die Badewanne versenkt. Dort wo Luftblasen aufsteigen ist es noch undicht und dort muss dann entsprechend mit Dichtungsband nachgearbeitet werden. Das kann etliche male dauern. Bei mir waren es rund 5 mal nacharbeiten.

Zu guter letzt hat das ganze auch noch eine Sicherheitsrast. Wenn ich dieses Teil nicht benötige, so klemme ich den Hebel mit dem Drahtbügel auf Durchlass. Damit bin ich sicher ein System in der Hand zu halten, dass nicht mir Druckluft geladen ist.

Siehe Bilder:

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Munitionsherstellung

Hier noch der letzte Teil für die „Munitionsherstellung“. Das benötigte Material besteht aus einem Stahlnagel (nehmt besser die nächst kleinere Version mit einer Länge von 6cm, dieser Nagel ist nur aus Anschauungsgründen von mir genommen worden), ein Notizpapier (cirka 80g /m^2), Klebeband und Holzleim.

Als erstes formt aus dem Notizpapier einen Trichter. Da dieser wieder durch Eigenkraft sich wieder auffaltet, sichert das ganze mit einem kurzen Stück Klebeband. Damit behält der Trichter seine Form.

Anschliessend schneidet Ihr die Trichterspitze ab. Damit kann der Nagel durch den Trichter gestossen werden (siehe Abbildung). Jetzt stellt das Geschoss mit dem Nagel nach unten senkrecht irgendwo ab (kann auch einfach in Erde gesteckt werden oder was so zur Hand ist) und klebt den Trichter mit dem Nagel fest. Hier gilt ebenfalls weniger ist mehr. Nur so viel Leim nehmen wie notwendig, aber auch nicht zu wenig.

Lasst das ganze nun über Nacht trocknen. Jetzt wird das unfertige Geschoss mit dem Nagel voran in den Lauf gesteckt. Zeichnet mit einem Stift eine Linie auf den Trichter. Jetzt kann der Trichter abgeschnitten werden. Damit hat der Trichter mehr oder weniger genau den passenden Durchmesser für Euren Lauf.

Schlussendlich wird das ganze Nagelgeschoss mit dem Trichter voran mit Hilfe des Ladestockes in den Lauf geschoben bis der Anschlag spürbar ist. Das Geschoss wird durch den Trichter stabilisiert, das heisst der Nagel trifft das Ziel, was schlussendlich auch Sinn der ganzen Uebung war J

Wenn das in Eurem Land so erlaubt ist, baut es nach. Es ist lernreich und hilft Dinge besser zu verstehen. Ich möchte Euch gleichzeitig bitten, diese Anleitung nie zu missbrauchen. Es gibt noch eine ganze Menge was ich schreiben möchte, das mach ich aber nur, wenn damit kein Unfug getrieben wird. Zu guter letzt hier noch die Anmerkung, dass ich für das Geschriebene absolut keine Verantwortung übernehmen kann und dass die Unterlagen nur für theoretische Studienzwecke benützt werden darf.

Siehe Bilder:

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Rechtliches

Siehe: Waffenrecht und Definitionen, Erlaubnisfreie Waffen