12. Juni 2026
Die Geometrie eines Tonarms basiert auf dem Ziel, die Abtastnadel während der Wiedergabe möglichst tangential zur Schallplattenrille zu führen. Da bei einem herkömmlichen Drehtonarm die Nadel jedoch auf einem Kreisbogen über die Platte bewegt wird, entsteht zwangsläufig ein Winkel zwischen der tatsächlichen Bewegungsrichtung der Nadel und der idealen Tangente an die Rille. Dieser Winkel wird als Spurfehlwinkel bezeichnet. Er ist eine der wichtigsten Ursachen für Abtastverzerrungen bei der Schallplattenwiedergabe.
Um diesen Fehler zu minimieren, werden Tonarme mit einem definierten Überhang und einem bestimmten Kröpfungswinkel konstruiert. Der Überhang beschreibt den Abstand, um den die Abtastnadel über die gedachte Verbindungslinie zwischen Tonarmlager und Plattentellerachse hinausragt. Praktisch bedeutet dies, dass die Nadel bei korrekt eingestelltem Tonarm nicht exakt auf dem Radius des Tonarmlagers liegt, sondern einige Millimeter weiter zur Plattenmitte zeigt. Erst durch diesen Überhang entstehen die charakteristischen zwei Nullpunkte auf der Schallplatte, an denen der Spurfehlwinkel exakt null ist.
Der Kröpfungswinkel bezeichnet die Verdrehung des Tonabnehmers beziehungsweise des Headshells gegenüber der geraden Linie des Tonarms. Ohne diese Kröpfung würde die Nadel den Rillenverlauf nur in einem einzigen Punkt tangential treffen und ansonsten erhebliche Winkelfehler erzeugen. Durch die Kombination aus Überhang und Kröpfung lässt sich der Spurfehlwinkel über den gesamten Abspielbereich verteilen und deutlich reduzieren.
Die mathematische Grundlage dieser Optimierung wurde maßgeblich von Erik Löfgren entwickelt. Seine Berechnungen zeigen, dass sich die Verzerrungen nicht vollständig vermeiden lassen, wohl aber durch geeignete Wahl der Geometrie minimiert werden können. Dabei definierte Löfgren unterschiedliche Optimierungsansätze, die später als Löfgren A und Löfgren B bekannt wurden. Löfgren A minimiert die mittleren Verzerrungen über den gesamten Abspielbereich und entspricht weitgehend der später populär gewordenen Baerwald-Geometrie. Löfgren B hingegen reduziert die maximalen Verzerrungen im mittleren Bereich der Platte stärker, nimmt dafür jedoch höhere Fehler in den Innenrillen in Kauf.
Die von H. G. Baerwald veröffentlichte Lösung basiert auf denselben geometrischen Grundlagen, wurde jedoch insbesondere im englischsprachigen Raum zum De-facto-Standard für Justageschablonen und Tonarmkonstruktionen. Typische Baerwald-Geometrien verwenden zwei Nullpunkte bei etwa 66 mm und 121 mm Radius. An diesen Stellen steht die Nadel exakt tangential zur Rille, während zwischen und außerhalb dieser Punkte geringe Spurfehlwinkel auftreten.
In der praktischen Einstellung eines Tonabnehmers werden Überhang und Kröpfungswinkel gemeinsam justiert. Hierzu dienen Einstellschablonen, mit deren Hilfe der Tonabnehmer so ausgerichtet wird, dass die Nadel an beiden Nullpunkten korrekt positioniert ist und der Tonabnehmerkörper parallel zu den Hilfslinien der Schablone verläuft. Bereits kleine Abweichungen können den Spurfehlwinkel erhöhen und sich insbesondere in den Innenrillen durch hörbare Verzerrungen bemerkbar machen.
Die präzise Abstimmung dieser Parameter stellt daher einen entscheidenden Schritt bei der Einrichtung eines analogen Wiedergabesystems dar und verbindet mechanische Präzision mit den geometrischen Grundlagen der Schallplattenabtastung.