Feilen und Entgraten

Die Feile ist ein Werkzeug, das mit vielen kleinen Schneiden Material abträgt. Auf den ersten Blick sieht sie aus wie ein raues Metallstück – tatsächlich sitzen auf ihrer Oberfläche hunderte winziger Schneidkeile, die sogenannten Hiebe. Jeder einzelne dieser Keile schabt beim Vorwärtsschieben einen kleinen Span ab. Hunderte gleichzeitig ergeben einen sauberen Materialabtrag.

Das macht das Feilen zu einem spanenden Fertigungsverfahren – Material wird in Form von Spänen entfernt, ähnlich wie beim Bohren oder Drehen, nur eben von Hand und mit vielen Schneiden gleichzeitig.

Beim Feilen unterscheidet man zwei Grundstufen. Beim Schruppen wird mit grober Feile und kräftigem Druck viel Material schnell abgetragen – die Oberfläche bleibt dabei rau. Beim anschließenden Schlichten wird mit feiner Feile und weniger Druck die Fläche geglättet und auf Maß gebracht. Erst grob, dann fein: Diese Reihenfolge zieht sich durch fast jede manuelle Bearbeitung.

Warum lohnt sich Feilen überhaupt noch, wo es Maschinen gibt? Weil viele Arbeiten sich nicht maschinell lohnen oder gar nicht maschinell gehen: eine Kante entgraten, ein Bauteil bei der Montage anpassen, einen Span an einer schwer zugänglichen Stelle entfernen. Die Feile ist das Werkzeug für den Einzelfall.

Eine Feile besteht aus drei Teilen. Das Feilenblatt ist der bearbeitete Teil mit den Hieben – hier findet die Zerspanung statt. Es läuft vorne in der Spitze aus und geht hinten in die Angel über, einen schlanken, spitzen Fortsatz. Auf die Angel wird das Heft aufgesetzt, der Griff aus Holz oder Kunststoff. Ohne festsitzendes Heft ist eine Feile gefährlich: Die freiliegende Angel kann bei einem Abrutschen in die Handfläche dringen.

Das Feilenblatt selbst besteht aus gehärtetem Werkzeugstahl. Die Hiebe werden eingearbeitet und anschließend gehärtet, damit sie auch Stahl bearbeiten können, ohne stumpf zu werden.

Feilen unterscheiden sich vor allem in ihrer Querschnittsform. Die Form entscheidet, welche Konturen man bearbeiten kann:

Die folgende Skizze zeigt die fünf Grundformen im Querschnitt:

Die Hiebe können auf zwei grundlegende Arten eingearbeitet sein. Beim Einhieb verlaufen die Schneidkanten als parallele Linien schräg über das Blatt. Beim Doppelhieb (auch Kreuzhieb) liegt ein zweiter Hieb über dem ersten, sodass sich die Linien kreuzen und viele kleine, einzeln stehende Schneidzähne entstehen.

Der Einhieb eignet sich for weiche Werkstoffe, weil die durchgehenden Schneiden den weichen Span gut abführen, ohne dass die Feile zusetzt. Der Doppelhieb ist der Standard für Stahl: Die einzeln stehenden Zähne zerteilen den Span in kurze Stücke und tragen kräftig ab. Der Raspelhieb mit seinen groben, einzeln ausgestochenen Zähnen kommt nur bei sehr weichen Stoffen wie Holz zum Einsatz.

Neben der Hiebart gibt es die Hiebzahl – die Anzahl der Hiebe pro Zentimeter Feilenlänge. Sie bestimmt, wie fein die Feile arbeitet. Je mehr Hiebe auf gleicher Länge, desto feiner der Abtrag und desto glatter die Oberfläche. Üblicherweise werden Feilen in Hiebnummern von grob (etwa Hieb 0 oder 1) bis sehr fein (etwa Hieb 4 oder 5) eingeteilt.

Die Wahl hängt zusammen: harte Werkstoffe und feine Arbeiten brauchen eine hohe Hiebzahl, weiche Werkstoffe und grober Abtrag eine niedrige.

Gutes Feilen beginnt nicht an der Feile, sondern am Stand. Man steht leicht seitlich zum Schraubstock, ein Fuß vorne, das Körpergewicht im Schwung. Die eine Hand führt das Heft, die andere drückt am vorderen Ende des Feilenblatts. So bleibt die Feile waagrecht und man arbeitet aus dem ganzen Körper, nicht nur aus dem Handgelenk.

Entscheidend ist der Druck im Hub: Nur im Vorwärtshub schneidet die Feile, hier wird gleichmäßig gedrückt. Im Rückhub entlastet man – die Feile wird zurückgezogen, aber nicht angepresst, denn rückwärts schneidet sie nicht und die Zähne würden nur unnötig stumpf. Wer auch im Rückhub drückt, ruiniert die Feile, ohne mehr abzutragen.

Das Werkstück wird fest und möglichst nahe an den Schraubstockbacken gespannt, damit es nicht federt oder klappert. Ragt es zu weit heraus, schwingt es beim Feilen und die Fläche wird unsauber.

Beim Bearbeiten einer Fläche gibt es zwei Techniken, die zusammenspielen. Beim Querfeilen schiebt man die Feile schräg oder quer über das Werkstück, beim Kreuzfeilen wechselt man die Richtung kreuzweise. Der Wechsel hat einen praktischen Grund: An den entstehenden Feilstrichen erkennt man sofort, welche Stellen schon bearbeitet sind und welche noch hochstehen. Wo die alten Striche stehenbleiben, ist die Fläche noch zu hoch.

Damit die Feile sauber arbeitet, muss sie frei von Spänen bleiben. Mit der Feilenbürste (Drahtbürste) reinigt man die Hiebe längs der Hiebrichtung. Bei weichen Metallen wie Aluminium setzen sich die Späne gerne in den Zähnen fest – etwas Kreide ins Feilenblatt gerieben verringert dieses Zusetzen.

Das Ergebnis prüfen

Gefeilt ist nicht gleich fertig. Ob die Fläche wirklich eben ist und der Winkel stimmt, muss geprüft werden. Das wichtigste Hilfsmittel ist das Lichtspaltverfahren: Man setzt ein Haarlineal (ein Prüflineal mit fein geschliffener Schneide) hochkant auf die Fläche und hält das Werkstück gegen eine Lichtquelle. Liegt das Lineal überall auf, bleibt es dunkel. Wo die Fläche hohl ist, scheint Licht als heller Spalt durch – genau dort wurde zu viel oder zu wenig abgetragen.

Den Winkel zwischen zwei Flächen prüft man ebenso: Ein Haarwinkel (Anschlagwinkel mit Schneide) wird angelegt, und am Lichtspalt erkennt man, ob der Winkel stimmt oder ob die Fläche kippt. Diese Sichtprüfung gegen das Licht ist die schnellste Methode, um Ebenheit und Rechtwinkligkeit ohne Messgerät zu beurteilen.

Wer eine Kante feilt, bohrt oder sägt, kennt das Ergebnis: An der Austrittsseite bleibt ein dünner, scharfer Materialüberstand stehen – der Grat. Er entsteht, weil das Material an der Kante nicht sauber abgetrennt, sondern verdrängt und nach außen gedrückt wird. Beim Bohren, Sägen oder Trennen passiert genau dasselbe an der jeweiligen Austrittskante.

Auch das Feilen selbst erzeugt Grate. Schiebt man die Feile über eine Fläche bis über die Werkstückkante hinaus, drückt sie an dieser Kante einen feinen Grat nach unten oder zur Seite. Deshalb gehört das Brechen der Kante unmittelbar zum Feilprozess: Sobald eine Fläche fertig ist, zieht man die Feile flach unter etwa 45° über die Kanten und nimmt den Grat ab. Das ist kein nachgelagerter Sonderschritt, sondern der direkte Abschluss des Feilens.

Warum überhaupt der Aufwand? Grate sind aus mehreren Gründen ein Problem. Sie sind scharf und führen zu Schnittverletzungen beim Handhaben. Sie verfälschen das Maß, weil ein Bauteil mit Grat größer misst, als es eigentlich ist. Sie stören Passungen und die Montage, weil zwei Teile mit Graten nicht sauber aneinander anliegen. Und sie können sich später lösen und als loses Metallteilchen Schaden anrichten.

Das gezielte Beseitigen heißt Entgraten. Dafür gibt es mehrere Werkzeuge, je nach Stelle und Genauigkeit:

Oft wird die entgratete Kante bewusst zu einer kleinen schrägen Fläche gebrochen – das ist die Fase oder der Kantenbruch. Eine angefaste Kante ist nicht nur gratfrei, sondern auch handhabungssicher und erleichtert das Fügen von Bauteilen.

In der Fertigung wird oft ausdrücklich gefordert, dass ein Bauteil gratfrei ist. Auf technischen Zeichnungen können Kantenzustände – also wie viel Grat oder welcher Übergang an einer Kante zulässig ist – nach ISO 13715 angegeben werden. Für die Werkstattpraxis genügt das Verständnis: Eine als gratfrei geforderte Kante darf keinen fühl- oder sichtbaren Überstand mehr haben.

Die Prüfung ist einfach und erfolgt meist von Hand: Man fährt mit dem Fingernagel oder der Fingerkuppe über die Kante. Bleibt nichts hängen und fühlt sich die Kante glatt an, ist sie entgratet. Sichtprüfung gegen das Licht ergänzt den Tastsinn.