Mit Luftgewehren und Luftpistolen wird schon seit einem halben Jahrtausend geschossen – eine Zeitreise zurück

Kann man statt Schwarz- oder Nitropulver simple Luft als Treibmittel für Geschosse einsetzen? Vielleicht kam irgendjemandem vor Hunderten von Jahren die Idee beim Kirschkern-Weitspucken, oder man nahm die Blasrohre der indigenen Völker Südamerikas als Vorbild – beide Methoden haben nämlich den Nachteil, dass sich die Energie nicht speichern lässt, egal, wie lange jemand den Atem anhält. Also versuchten schon die alten Griechen, gespeicherte Druckluft sinnvoll einzusetzen. Ein Apollodorus berichtete bereits im Jahr 125 vor Christus von einer Art Feuerlöscher, bei dem Wasser durch hohle Schilfrohre gepresst wurde, "wie sie Vogelfänger benutzen" (offenbar waren Blasrohre gemeint). Auch Leonardo da Vinci experimentierte mit Blasrohren, aber erst die findigen Franken scheinen da erfolgreicher gewesen zu sein, auch wenn es kein belegbares Datum für die erste Druckluftwaffe gibt: Ein Nürnberger namens Guter oder Gester soll schon 1450 eine gebaut haben, konkreter wurde es 1560, als Hans Lobsinger, ebenfalls aus Nürnberg, seine "Windbüchse" vorstellte. Das weltweit älteste noch existierende Exemplar dieser Waffengattung stammt von 1580 und sieht aus wie ein umgerüstetes Radschlossgewehr. Es gehörte zum Nachlass von Schwedens König Gustav Adolf II. und liegt heute in einem Museum in Stockholm.  

Luft lässt sich unter Druck setzen, und das auf gleich mehrere Arten

Druck breitet sich zwar physikalisch in alle Richtungen gleichzeitig aus, bei einer Windbüchse geht das aber nur in eine Richtung, nämlich durch den Lauf, wodurch ein Geschoss angetrieben wird. Hier haben sich gleich mehrere Funktionssysteme ab etwa 1600 parallel entwickelt: der Blasebalg, das Kompressionsprinzip und die Schlagpumpe. In abgewandelter Form sind alle drei auch heute noch in modernen Druckluftwaffen zu finden.

Die Entwicklungsgeschichten dieser pulverlosen Waffengattung verliefen in den ersten drei, vier Jahrhunderten allerdings wie in Zeitlupe und eben quasi als Nebenprodukte der Feuerwaffen. Dennoch gab es eine Windbüchsen-Kultur, mit den meisten Herstellern im Raum zwischen Prag, Wien und München. Von einem "Boom" im heutigen Sinne kann man allenfalls ab etwa 1800 sprechen, weil dann (parallel zur industriellen Revolution ab 1770 weltweit) die maschinelle und bald normgetreue Fertigung von Teilen die Herstellung von größeren Stückzahlen bei technischen Produkten erlaubte. Und das machte die zuvor einzeln und teuer angefertigten Windbüchsen erschwinglich.

Eines der ältesten Blasebalg-Modelle stammt aus den letzten Jahren des 16. Jahrhunderts und besitzt einen Ziehharmonika-artigen Balg im Inneren, an dessen Ende eine Stange befestigt war. Diese drückt – über ein Zahnrad zurückgezogen  –  auf eine Spiralfeder. Das Zahnrad sitzt in der rechten Schaftaußenseite und wird mit einem speziellen Schlüssel aufgezogen. Beim Abziehen schnellt die Feder zurück, die Stange drückt den Balg schlagartig zusammen, und die aus dem Balg entweichende Luft presst das Geschoss durch den Lauf. Das allerdings mit viel zu geringem Druck, der weder für militärische Zwecke noch für die Jagd taugte. Erst mit den Kompressionsmodellen sollte sich die Effektivität der Windbüchsen deutlich steigern. Die hessischen Fürsten des 17. Jahrhunderts etwa jagten mit starken Windbüchsen, spezialisierte Büchsenmacher wie Vater und Sohn Bossler bauten solche Exemplare, die heute noch auf Schloss Kranichstein bei Darmstadt zu besichtigen sind. 

Alle Druckluftwaffen mit Druckluftbehälter, egal ob hinten im Schaft oder kugelförmig am Systemgehäuse, arbeiten nach dem Kompressionsverfahren. Das Grundprinzip, vereinfacht ausgedrückt: Luft wird unter Druck in den Behälter gefüllt, und beim Auslösen des Schusses gibt ein Ventil eine kleine Menge der unter Druck stehenden Luft frei. Je nach System öffnet das Ventil direkt den Zugang zum Hauptbehälter, oder aber ein zweites Ventil zapft die Luft zunächst in eine Art Zwischenlager. Waffen mit Zwischenkammer schießen in der Regel gleichmäßiger als die mit einem einzigen Behälter, denn bei letzteren nimmt der Druck langsam ab, und einfache Ventile gleichen diesen Druckabfall nicht aus. Aufgepumpt werden die Waffen entweder mit einer einfachen Handpumpe, die wiederum fest eingebaut oder als Zubehör mitgeliefert wird. 

Die effektivsten Windbüchsen der letzten Jahrhunderte übernahmen diese Technik, so zum Beispiel die Gewehre des berühmten Tiroler Büchsenmachers Bartolomeo Girardoni. Sie gingen 1779 als Militärgewehre in den Dienst und galten als dermaßen durchschlagskräftig, dass einige Tiroler Scharfschützen mit ihnen ausgestattet wurden. Frankreichs Feldherr Napoleon fürchtete den "lautlosen Tod" angeblich so sehr, dass es hieß, er habe Prämien für die Ergreifung jedes dieser Scharfschützen ausgesetzt (es gibt aber keine schriftlichen Belege dafür). 

Das Besondere an Girardoni-Büchsen war ihr Mehrladesystem für bis zu 22 Bleikugeln, gegen Ende des 18. Jahrhunderts so fortschrittlich, dass die Feuerkraft die der sonst üblichen einschüssigen Schwarzpulverbüchsen weit übertraf. Die abschraubbaren Tanks im Hinterschaft konnten von Hand, aber auch über eine auf einem Pferde-Wagen montierte Kurbelpumpe gefüllt werden. Bis zu Girardonis Tod 1799 wurden nach und nach etwa 1.000 Windbüchsen hergestellt, wozu für Girardoni eine eigene Werkstatt in Wien eingerichtet wurde und er einige Helfer bekam. Die berühmteste Girardoni-Büchse kam auf bislang unerforschte Weise aus Österreich in die Neue Welt und begleitete die amerikanischen Pioniere Lewis und Clark auf ihrer Expedition 1803 bis 1806 durch den damals noch unerschlossenen Westen des Landes.

Die Waffen mit Schlagpumpen-System lassen sich am ehesten mit den heutigen Federdruckwaffen vergleichen, denn die notwendige Druckluft wird nicht zwischengespeichert, sondern erst "just in time" beim Auslösen produziert: Hier presst ein federgetriebener Kolben in einem Zylinder die Luft vor der Kolbenplatte zusammen. Diese kurzfristig komprimierte Luft treibt das Geschoss durch den Lauf. Die bekanntesten historischen Formen dieser Bauart waren die amerikanischen Salongewehre mit Kurbelspanner, die von deutschstämmigen Büchsenmachern gegen Ende des 19. Jahrhunderts gebaut wurden. Vor allem der Amerikaner Henry Marcus Quackenbush (1847 bis 1933) prägte diese Epoche durch seine Waffen.  

Der US-Fachautor Eldon Wolff unterscheidet in seinem Buch „Air Guns" die fünf Typen: New York City, New York City II, New England, St. Louis und Upstate New York. Da die Gewehre in den Salons jedermann zugänglich auslagen (die Gäste schossen damit auf Scheiben) schützte sich mancher Wirt gegen Diebstahl: Mit einem breiten Lederband befestigte er das Gewehr an der Brüstung, die entsprechenden Metallteile weisen daher oft den typischen Abrieb der Brünierung auf. Auch in Deutschland wurden das Salonschießen und Schießbuden als Freizeitvergnügen populär, daher gibt es auch deutsche Fabrikate mit den gleichen Spuren.

Was ist eigentlich physikalisch korrekt – Luftdruck oder Druckluft?

Im deutschsprachigen Raum hatte sich bis vor wenigen Jahren für druckluftgetriebene Waffen der Fachausdruck "Luftdruckwaffen" durchgesetzt. Niemand dachte sich etwas dabei, wenn er zum Beispiel von den "Welt- und Europameisterschaften für Luftdruckwaffen" sprach. Aber genau genommen ist der Ausdruck falsch, und das ist keine Wortklauberei: Mit Luftdruck bezeichnen die Wissenschaftler den von der Luft auf eine Fläche ausgeübten Druck. Der wiederum hängt ab vom Standort, genauer gesagt von der Höhe über dem Meeresspiegel. Gemessen wird der Luftdruck mit dem Barometer, das nicht nur schönes oder schlechtes Wetter ankündigt, sondern auch die Werte in Hektopascal (hPa) anzeigt. Auf Meeresniveau beträgt der Luftdruck 1013,2 hPa.

Druckluft dagegen bezeichnet unter Druck stehende, komprimierte Luft, zum Beispiel in einem Kompressor – eben Pressluft. Die im Kompressionsraum eines Luftgewehrs komprimierte Luft ist also Druckluft, die korrekte Bezeichnung der Waffe somit Druckluftgewehr. Ob diese Druckluft vorkomprimiert wurde und beim Schuss nur ein Ventil geöffnet wird, oder ob ein Federdrucksystem die Luft erst unmittelbar vor dem Schuss komprimiert, ist dabei gleichgültig. Die Engländer haben es einfacher mit der gedrückten Luft: Sie nennen ihre Modelle „air weapons" oder "airguns", also Luft-Waffen.

Luftgewehre und Luftpistolen: Auch andere Treibgase wie etwa Kohlendioxid wurden anstatt Luft zur Druckerzeugung verwendet

Das deutsche Waffenrecht unterscheidet Luftgewehre und -pistolen von Feuerwaffen durch die Verwendung der Überbegriffe "heiße oder kalte Gase".  Auch die internationale Literatur fasst unter Luft-Waffen auch solche zusammen, die gar nicht mit "Luft" im eigentlichen Sinne, sondern mit anderen komprimierbaren Gasen funktionieren. 

Der Franzose Paul Giffard (1837 bis 1897) gilt als Erfinder der Waffen mit Kohlendioxid-Antrieb (kurz CO₂). 1872 ließ er sich zunächst eine mit komprimierter Luft gefüllte Patrone patentieren, ein Jahr später folgte eine Variante mit CO₂. Der Gasbehalter saß bei den Giffard-Pistolen und -gewehren unter dem Lauf und konnte schnell ausgewechselt werden. Giffard wollte mit einem Pfandsystem den günstigen Tausch leerer gegen voller Tanks fördern, aber sein System wurde wegen der eher durchschnittlichen Schießleistung nie so populär wie erhofft.

Und wie funktioniert es? Bei normalem Druck und normaler Umgebungstemperatur ist CO₂ gasförmig. Durch Erhöhung des Drucks in einer Abfüllanlage wird das Gas verflüssigt und in komprimierter Form in Einwegkapseln oder Kartuschen aus Stahl gefüllt. Bei jedem Schuss wird aus der Kapsel eine Gasmenge von etwa 0,17 bis 0,2 Gramm abgezapft, bei aufwändigen Systemen zunächst in eine Zwischenkammer.

Dadurch sinkt der Druck in der Kartusche zunächst ein wenig, aber der Druckabfall wird sofort dadurch ausgeglichen, dass etwas CO₂ in der Kartusche verdampft. Die zum Verdampfen notwendige Wärme wird dabei dem Gas entzogen, wodurch es sich etwas abkühlt. Der sich dann wieder einpendelnde Dampfdruck entspricht der neuen Temperatur des Gases. So hat der Schütze bis zum letzten Schuss eine gleichbleibende Gas-Energie. Das CO₂ in den Einwegkapseln oder großen Stahlflaschen zum Abfüllen wird heute übrigens aus natürlichem Mineralwasser gewonnen, in dem Kohlendioxid in gelöster Form als Kohlensäure vorhanden ist. CO₂-Schützen brauchen also wegen ihres Hobbys kein schlechtes Klima-Gewissen zu haben: Sie setzen kein zusätzliches Gas in die Umwelt frei, sondern benutzen natürliche Reserven.

Die preisgünstigen Einweg-Kapseln mit 8, 12 oder auch 16 Gramm Kohlendioxid waren übrigens ab den 1960er Jahren die wesentliche Voraussetzung für moderne CO₂-Pistolen im Design "echter" Feuerwaffen – aber darüber und zur allgemeinen Entwicklung der Federdruck-, Kompressions- und Pressluftwaffen seit dem Jahr 1900 berichtet all4shooters.com erst demnächst im Teil 2. Also, Fortsetzung folgt (und der entsprechende Link dorthin wird später auch unter diesem ersten Teil nachgetragen...)  

Weiterführende Links rund um Druckluftwaffen:

Die entsprechenden Beiträge sind im VS Medien-Shop entweder als komplettes Heft digital als PDF abrufbar oder als einzelner Artikel:

• Paul Giffard und seine CO₂-Waffen waren ihrer Zeit voraus (aus VISIER 2/2023)
• Österreichische Windbüchsen von Schembor und Girardoni (aus VISIER 9/2018)
• Wie die geheimnisvolle Militär-Windbüchse des Bartolomeo Girardoni die Geschichte der USA veränderte (aus VISIER 1/2013), nur als Artikel im kompletten digitalen Heft verfügbar.
• Die weltgrößte Sammlung von Druckluftwaffen: Besuch bei Dr. Robert Beeman (aus VISIER 12/2001)
• Geschichte der Druckluftwaffen, Teil 2: Von 1900 bis heute (Link folgt)