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Das erste Tonabnehmersystem mit konsequent optimiertem Nadelträger. Perfekte Statik statt dürrem Röhrchen

Raumnadel-System - die Weltneuheit


Auch das sehr empfehlenswerte Audio Technica AT13 bietet sich als ideale Umbaubasis für eine Raumnadelmodifikation an. Hier ist gut zu sehen, wie das Generatorgehäuse für die neue Nadelträgerform dezent vergrößert werden muss. Das System ist auf einem Kupferträger montiert, der Magnetspalt ist zudem mit einer Kupfereinlage modifiziert.

 

"Cantilever is more important in quality performance level than stylus shape"

Das sagte Jonathan Carr, Designer der berühmten Lyra-Tonabnehmersysteme (Übersetzung: Für die Leistungsfähigkeit (des Tonabnehmers) ist der Nadelträger wichtiger als die Form des Abtastdiamanten)

 

 

Nadelträger üblicher Tonabnehmersysteme kann man sich vorstellen wie einen Fahnenmasten im Wind. Stabil, aber nicht wirklich steif. Für Tonabnehmer-Systeme heißt das: Die Übertragung der Rillenmodulation via Abtastdiamant zum elektrischen Generator ist nicht perfekt. Es kommt zu Biegungen und damit zu Übertragungsverlusten, was im Endeffekt Unsauberkeiten in der Wiedergabe des auf Platte gespeicherten Musiksignals bedeutet. Das gilt auch dann, wenn extrem harte Werkstoffe wie Rubin oder Bor zum Einsatz kommen. Jedes Material ist letztendlich "weich". Das eine offensichtlich, wie Kork oder Gummi, das andere, wie Stahl oder Glas, in kaum oder nur noch aufwändig messbarer Größenordnung. Keine Struktur ist zu 100 Prozent biegesteif, besonders dann, wenn sie lediglich zweidimensional und dazu dünn und länglich gearbeitet ist. Hinzu kommen unkontrollierte Schwingungen und damit Resonanzen.

 

Bedenkt man dann noch, dass die Rillenauslenkung über den Nadelträger etwa im Verhältnis von circa 5 zu 1 an den Generator weitergegeben wird, erscheint die Problematik der mechanischen Übertragung umso deutlicher. Denn bei einer typischen Rillenauslenkung von beispielsweise 0,02 Millimetern bewegt sich der Generator nur noch um 0,004 Millimeter. Das Ganze soll er dann pro Sekunde tausendfach mit vollkommender Exaktheit vollführen. Bereits eine Maßabweichung von nur 0,0005 Millimetern (ein halbes Tausendstel) entsprächen einer Ungenauigkeit von immerhin 10 Prozent.  

 

Die neue, gesetzlich geschützte Raumnadel (Nr.20 2013 000 856.3) vermeidet Biegeverluste durch konsequente Bauweise. Der Nadelträger ist dreidimensional abgestützt. Die verbindenden Elemente werden nur noch auf Zug und Druck beansprucht. Die Energie des Abtastdiamanten wird perfekt und ohne Umwege in den elektrischen Generator eingeleitet.

 

Lassen Sie es mich in einem Vergleich ausdrücken: Bislang fuhr der Abtastdiamant auf einem Fahrradrahmen durch die Rille. Das Raumnadel-System dagegen ist ein Ducati-Rennchassis.

 

Das Resultat ist reiner Musikgenuss. Beim Abspielen der Platten kommen unweigerlich Begriffe wie "Natürlichkeit" und "Masterband" in den Sinn. 

 

Kann es sein, dass die Hersteller einen derart gravierenden Schwachpunkt in ihren Tonabnehmersystemen seit Jahrzehnten ignorieren oder nicht erkennen? Selbstverständlich nicht. Getrieben von dem Bestreben, die dynamische Masse der bewegten Generatorbauteile möglichst gering zu halten, hat man sich auf Basis der in den fünfziger Jahren gewonnenen Erkenntnisse auf die Fertigung möglichst filigraner und damit leichter Nadelträger eingeschossen. Diese Nadelträger bestehen in den allermeisten Fällen aus dünnen, zylindrischen Werkstoffen. Um dennoch ausreichende Steifigkeit zu erzielen, werden die Nadelträger sehr kurz ausgeführt. Das aber steht im Widerspruch zu optimaler Rillenauslesung. Der kurze Nadelträger muss auf einem entsprechend winzigen Radius arbeiten. Geometrisch arbeitet er damit gegen die Rillenmodulation an, weil der Schneidestichel sein Signal im Masterprozess mit pendelnd linearen Bewegungen überträgt. Kleine Änderungen an der Auflagekraft nehmen sogleich großen Einfluss auf die Abtastgeometrie des Diamanten (VTA). Zudem wirken sich die Art und Ausführung der Nadelträgeraufhängung, etwa die Eigenschaften des Dämpfergummis, umso deutlicher auf den Abtastprozess aus, je kürzer der Nadelträger ausgeführt ist. Ergo: Je kürzer, desto mehr Probleme.

 

Der bekannte holländische Tonabnehmer-Hersteller Van den Hul trieb diese zwangsläufig aufkommende Überlegung mit seinem mehrere tausend Euro teuren High End System "Colibri" auf die Spitze. Der Nadelträger des "Colibri" mißt lediglich drei Millimeter in der Länge. Im Resultat funktioniert dieses System nur auf wenigen, speziell dafür geeigneten Armkonstruktionen - und das auch nur bei penibelster Justage.

 

Ideal wäre also ein möglichst langer Nadelträger. Mit dem Raumnadel-System sind vorteilhaft lange, steife UND leichte Nadelträger möglich. 

 

Die dynamische Masse des Nadelträgers ist nicht die einzige Größenordung, gegen die sich die Rillenmodulation der Schallplatte behaupten muss. Wie bereits angeschnitten ist die Wirkung des Dämpfergummis bedeutend. Sie bestimmt die Nachgiebigkeit (Compliance) des Nadelsystems entscheidend. Für optimale Abtastung soll der Gummipuffer so nachgiebig als möglich sein, für die nötige Bedämpfung und Rückstellung des Nadelträgers wiederum ausreichend straff. Nicht von ungefähr brechen manche Systeme regelrecht in sich zusammen, wenn sie in kalten Räumen spielen sollen. Das Dämpfungsgummi wird dann zu hart und damit unelastisch. Dieses oft unterschätzte Bauteil ist enorm wichtig. Deshalb "kneten" renommierte Hersteller wie etwa Ortofon ihre Gummimischungen unter höchster Geheimhaltung selbst.

 

Doch es gab und gibt Fabrikanten, die sich offensichtlich Gedanken um die zwangsläufigen Biegeverluste üblicher Nadelträger gemacht haben. Shure unternahm während der Entwicklung des legendären V15 Mk IV ausführliche Untersuchungen und verstärkte daraufhin den Nadelträger im Rahmen der konstruktiven Möglichkeiten. JVC montierte in den siebziger Jahren eine mikrofein geätzte Tonspule in unmittelbare Nähe zum Abtastdiamanten auf den Träger. (Was jedoch Probleme mit den durch die Bewegungsvibrationen mechanisch stärker belasteten, microdünnen Spulendrähtchen gab. Frühzeitige Ausfälle eines Kanals waren deshalb typische JVC-Defekte. Bruchdefekte, die im Übrigen nach wie vor gerne auch bei hochpreisigen MC-Systemen keine Seltenheit sind.)

 

Dennoch, gemessen an heutigem "High End" mit all ihren in zigfachen Wiederholungen variierten MC-Systemen, die zudem oft auf Basis baugleicher Komponenten vermarktet werden, war das alte JVC aus fertigungstechnischer Sicht echte "High Tech". Konzeptionell auf ähnlich direktem Weg machte es Dynavector bei den 17er-Typen. Wobei man durch die möglichst unmittelbare Ankopplung der Spulen an den Abtastdiamanten vor allem mehr Bewegung und damit auch mehr Energie generieren wollte.

 

Das Decca-London ist als eines der ungewöhnlichsten, aber auch in der Herstellung äußerst einstellungs-sensitiven Systeme gleichfalls zu nennen. Hierbei ist der aus schwerem, magnetisch wirksamen Eisen-Material gefertigte Nadelträger selbst Teil des raffinierten Magnetjoch-Generatorsytems. Es zählt deshalb zur Kategorie der MI-Systeme (Moving Iron - bewegtes Eisen). Vorteilhaft ist beim Decca der mittels Spannfaden geführte Nadelträger. Zugleich wirkt dieser Faden bedämpfend auf den Nadelträger. Geniale Einfachheit. Wohl mit ein Grund für die vorzüglichen Klangresultate eines gut justierten Decca-Systems.

 

In jüngerer Zeit machen auch die südkoreanischen Allnic-Systeme von sich reden. Bei diesem System sitzen die beiden sehr großen, im 90 Grad-Winkel angeordneten Kupferspulenträger extrem weit vorne auf dem dann kurzen, stämmigen Nadelträger. Erwähnenswert ist in diesem Zusammenhang auch eine Lösung des legendären Berliner Mikrofon-Herstellers Neumann. Dort konzipierte man in den sechziger Jahren ein hoch interessantes MC-System (DST 62) mit unmittelbar in der Nähe des Abtastdiamanten angeordeneten, dreieckigen Spulen. Eine in einschlägigen Kreisen fast schon mythisch verehrte Konstruktion, die wiederum heute noch vom japanischen Manufakturbetrieb "Lumiere" auf eigene Art und Weise interpretiert wird.  

 

Das von Kennern ob seiner natürlichen Musikwiedergabe gelobte Decca- und auch das zuletzt genannte Allnic-System demonstrieren zugleich, dass dem Thema "bewegte Masse" eine differenzierte Betrachtung zustehen sollte. Selbstverständlich darf das Massenträgheitsmoment des Nadelsystems die Abtastfähigkeit hoher Frequenzen nicht beeinträchtigen. Die andererseits ermittelten Druckbelastungen des Abtastdiamanten in der Vinylrille, die bei 2 Gramm Auflagekraft auf den Quadratmillimeter Fläche hochgerechnet bereits  im Kilogrammbereich angesiedelt sind, verbieten nachgerade eine labile, verformungsanfällige Nadelträgerkonstruktion. Ideal wäre eine massefreie Abtastung, womit man schließlich bei der Laserauslesung gelandet wäre (solche Technik für analoge Schallplatten gibt es tatsächlich).  

 

Ziel muss es also sein, einen nicht zu kurzen, dabei möglichst biegesteifen und massearmen Nadelträger zu konstruieren. Denn unkontrollierte Biegeschwingungen und Resonanzen im gesamten Aufhängungssystem nehmen Einfluss auf die Wiedergabequalität des Abtast-Systems. Resonanzen, die aktuelle High End-Konstruktionen auf dem durchaus riskanten Weg des sehr einfachen bis extremen Leichtbaus auszuhebeln versuchen. Wie groß die Not bei den Herstellern ist, zeigen etwa Nadelträger aus dem sehr harten Werkstoff Bor, die zur Minderung von Resonanzen mit Gold oder feinem Diamantstaub beschichtet werden. Diese Maßnahmen dokumentieren nur die Hilflosigkeit der Konstrukteure. Diese Vorgehensweisen kaschieren Fehlerquellen, die bei der Raumnadel-Konzeption jedoch schon Bauart bedingt erst gar nicht entstehen. Was - zum Teil - den frappierenden Gewinn an Klangqualität erklärt.  

 

Wie zwingend die technische Lösung in der Praxis aussehen kann, zeigt sich besonders eindrucksvoll an den für eine entsprechende Weiterentwicklung bereits werksseitig ideal aufgebauten MM-Systemen des japanischen Herstellers Audio Technica. Nadelträger und V-förmig angeordnete Magnetstifte lassen sich bestmöglich durch eingebrachte Stützstreben zu super steifen Dreiecksverbänden ergänzen. Die verwendeten Materialien wiegen in der aktuellen Version lediglich 0,003 Gramm, stellen also eine vernachlässigbare Masse dar, die auf das Abtastvermögen des Systems keinen feststellbaren Einfluss nimmt, zumal zum Ausgleich am Seriengenerator zur weiteren Optimierung noch Masse abgetragen werden kann. 

 

Das bewährte und überaus preisgünstige "Einsteiger-System" AT 95 E lässt sich alleine mit dieser verbesserten Nadelführung in eine Liga befördern, in der ansonsten schnell drei- bis vierstellige Beträge fällig werden. Voraussetzung hierfür ist allerdings ein unter dem Blickwinkel bestmöglicher Serienfertigung selektiertes Seriensystem. Die Toleranzen in der AT 95-Fertigung sind erheblich.

 

Noch farbstärker, klarer und natürlicher blüht  das Raumnadel-System durch Transplantation des Generators in ein schweres und zudem schwingungsdämpfendes Holzgehäuse auf. Für diesen Umbau sind aber bereits präzise Werkzeugmaschinen erforderlich, womit die Möglichkeiten des "Küchentisch-Tunings" weit überschritten wären.

 

Weiter führende Experimente mit konstruktiv noch feineren Audio Technica-Vintage-Systemen, wie etwa AT 13 oder AT 20 haben gezeigt, dass der günstige AT 95 E-Großserien-Generator mit Raumnadel und speziellem Kupferkopf-Holzgehäuse bereits in einer weit entrückten Liga aufspielt. Klarheit, Kanaltrennung und dynamische Attacke sind immer wieder begeisternd. Wie so oft kommt es auf die Details an, und auf das, was man daraus macht.

 

Ein Vergleichstest mit dem schon legendären Audio Technica AT 20 SLa Limited drängte sich schon deshalb auf, weil es höchst interessant war zu erfahren, ob das AT 20 mit seiner hochwertigen Shibata-Abtastnadel das Raumnadelsystem nochmals einen guten Schritt nach vorne bringen würde.  Hierzu wurde ein perfekt erhaltenes AT 20 mit neuwertiger, originaler Shibata-Nadel "geopfert". Wegen der günstigen räumlichen Verhältnisse ließ sich der Raumnadel-Umbau einfacher als beim etwas sperriger aufgebauten AT 95 durchführen. Schließlich konnten die beiden Tonabnehmer-Kombattanten gegeneinander antreten - hier die Holzversion mit dem modifizierten AT 95 E-Generator, dort das nur um das dünne und damit zum Schwirren neigende Label-Abdeckblech beraubte AT 20 SLa Seriengehäuse mit auf Raumnadel umgerüsteten Nadelträgersystem. 

 

Bei den ersten Durchläufen mit dem Raumnadel-AT 20 auf dem Garrrad 401 (mit SME 3009/Orsonic) meinte ich tatsächlich mehr Transparenz, mehr Klarheit zu hören. Wie sich beim direkten Vergleich mit dem Holz-AT 95 herausstellte, war dieser Eindruck alleine der insgesamt schlankeren Abstimmung des AT 20 geschuldet. Das 95er zeigte in jeder Beziehung mehr "Fleisch", mehr Fülle und Raum, oder wie es mein Sohnemann formulierte "Beim anderen System fehlen irgendwie ein paar Töne."

 

Mit diesem aufschlußreichen Experiment lässt sich trefflich über Sinn und Zweck spezieller Nadelschliffe streiten. Gut möglich, dass die "schärferen" Nadeln mit ihren länglich-schlanken, etwas größeren Kontaktflächen in der Rille die Resonanzschwingungen der feinen Nadelträger besser dämpfen als konische Abtastnadeln mit ihren punktförmigen Kontaktzonen. Das vermeintliche Mehr an Information also weniger dem Nadelschliff als solchem, sondern dem insgesamt besseren Resonanzverhalten beim Abtatstvorgang zuzuschreiben ist.

Theoretisch kann die "scharf" geschliffene Nadel die feinen Hochtonmodulationen tiefer ausfahren. Dadurch gibt es nicht "mehr Information", sondern nur einen lauter wieder gegebenen Hochtonanteil. Ob der dem Sinn einer "richtigen Wiedergabe" entspricht, sei einmal dahin gestellt. Ursprünglich wurden die scharfen Schliffe ja für die in den siebziger Jahren aufkommenden Quadrofonie-Platten entwickelt. Deren zusätzliche Kanäle wurden in einen bis zu 70 Kiloherz hinaufreichenden, und dann verstärkerseitig zu decodierenden Abtastbereich hineinmoduliert. Ob alleine mit extremen Nadelschliffen "mehr Musik" geboten wird, erscheint somit mehr als fraglich. Viel eher kaschieren scharfe Nadeln die Schwächen der Generatorkonstruktion. Schwächen, mit denen das Raumnadel-System erst gar nicht zu kämpfen hat. Es spielt einfach richtig, sauber und natürlich.

 

Das  Raumnadel-AT95 in Elsbeere-Version ist deshalb auch ein wahrer Understatement-Tonabnehmer, der dem Zuhörer die Musik so nahe als möglich bringt, der den Geniesser in das auf Platte konservierte Ereignis stets aufs Neue in begeisternder Art und Weise einzubinden vermag.


Passend zurecht geschliffene Microstreben aus Kohlefaser koppeln den Abtastdiamanten direkt an den Magnetgenerator des AT-Nadelträgers. Biegeverluste haben schlußendlich keine Chance mehr

Version "Kupferkopf". Vorläufig letzte Ausbaustufe des Raumnadelsystems auf Basis des AT 95 E. Immer noch mit dem serienmäßigem halbelliptischen Abtastdiamanten. Nadelträger mit "Raumnadel-Dreiecksversteifung", insgesamt aufwändig gewichtsoptimiert. Holzkorpus aus Elsbeere mit Kupfereinlage. Gewicht des Systems 12 Gramm, Auflagekraft 2,0 bis 2,2 Gramm. Eingebaut in Orsonic-Headshell im SME 3009-Tonarm. Garrard 401-Laufwerk in Vollholz-Rahmenzarge mit auf Kork-Filz-Matrix gelagerter Laufwerksaufnahme aus Mehrschichtholz. Ergebnis: Ella Fitzgerald steht im Zimmer...

Auf Raumnadel-Abstützung umgebaute Nadelträger, fertig für die Endmontage. Die vollständige, triangulare Versteifung des einfachen Nadelträgerröhrchens ist gut zu erkennen.

Höchste Konzentration. Mit ruhiger Hand müssen die präzise zugeschliffenen Stützstreben an den  überarbeiteten und wegen des Massenausgleichs gewichtsoptimierten Nadelträger angedockt werden. Kein Job, den man mal so schnell nebenbei macht 

Auf Raumnadel-Abtastung umgebauter Nadelträger für das Audio Technica AT 95 E. Die Querversteifung der V-förmig angeordneten Magnete ist gut zu erkennen. So entstehen ideale Dreiecksverbände. Besser geht es nicht

Die Raumnadel-Abtastung eignet sich nicht nur für MM-Systeme sondern ebenso für MC-Systeme. Das Bild zeigt ein umgebautes Denon DL 103. Bei diesem Versuchsmuster wurde der Durchbruch für den wesentlich voluminöseren Nadelträger im Magnetjoch extrem vergrößert. Dadurch spielt es zwar etwas leiser als im Serienzustand, dafür ist die Tonalität nicht wieder zu erkennen. Aus dem ehemals wilden Haudrauf ist ein kultiviertes, bassstarkes und ungemein fein ziseliert aufspielender Tonabnehmer geworden. Für eine optimale Anbindung der Microstützen an den Tonspulengenerator sollte jedoch das Trägerkreuz speziell gearbeitet sein. Eine Aufgabe, die der Hersteller oder Zulieferer übernehmen müsste. Für nachträgliche Umrüstung auf die Raumnadel sind MC-Systeme deshalb weniger geeignet

Weiterentwicklung des Raumnadel-Systems auf Basis des wunderbarern Budget-Systems vom Typ Audio Technica AT 95 E. Es wurde in einen Korpus aus Elsbeerenholz implantiert, der zusätzlich mit einer Metalleinlage beschwert wurde. Das Gesamtgewicht des Systems beträgt damit 10 Gramm. Wegen der erhöhten Massenträgheit und der zusätzlichen Beruhigung des Metallgehäuses gewinnt diese Variante gegenüber dem AT 95 E-Serienkunststoffgehäuse nochmals an Energie und Klarheit

Bang & Olufsen baute hervorragende MI-Systeme. Das kreuzförmige Generatorelement bietet sich ideal für eine Raumnadel-Modifikation an. Hier am Beispiel eines MMC 20 EN in Vierfach-Abstützung ausgeführt. Die feinen Kohlestreben haben einen Durchmesser von lediglich 0,28 Millimeter. Aus Gewichtsgründen könnte auch auf zwei Streben verzichtet werden.

Der Raumnadel-Umbau steht ihm gut. Das B&O-System wird lediglich in den Tonarm eingesteckt. Der serienmäßige Nadelschutz ist abgebaut. Das System hat einen nackten, elliptischen Diamanten und wird mit einer Auflagekraft von einem Gramm gefahren. Der Tonarm gehört zur leichten Sorte.

In seiner schlichten Eleganz ist der wunderbar flache B & O Beogram 1700 kaum zu übertreffen. Und mit dem Raumnadel-MMC 20 EN können auch verwöhnte Analogies zuhören. Mehr noch. Gut möglich, dass da mancher Designverächter auf einmal einen ganz langen Hals und viel Appetit bekommt. Übrigens: Die erstklassigen Soundsmith-Systeme basieren auf Bang & Olufsen MI-Typen der letzten Generation

Fertig bestückte Raumnadelsysteme Typ "Elsbeere" warten auf ihren Einsatz. Wegen der dichten Struktur eignet sich Elsbeere als eines der wenigen Hölzer zum Einschneiden von metrischen Gewinden. Das System kann deshalb - mit gebotener Vorsicht und entsprechend langen Schrauben - direkt und ohne zusätzliches Mutterngefummel in der Headshell montiert werden. Sehr angenehm

Der amerikanische Systemhersteller Shure untersuchte bereits in den siebziger Jahren im Rahmen der Entwicklung des damaligen Top-Abtasterts vom Typ V15 IV den Einfluss, den die Stabilität des Nadelträgers auf die Musikwiedergabe nimmt. Wegen der geometrischen Limitierung entschied man sich für das bekannte Prinzip des "Trägers ungleicher Lasten". Derart in den Durchmessern fein abgestuft geriet der spätere Serien-Nadelträger freilich nicht. Nur im höher belasteten Übergangsteil zum Gummilager setzte man ein etwas dickeres Leichtmetall-Röhrchen ein. Eine elegantere Lösung dieses Musters lieferte die japanische Firma Audio Technica in ihren besseren Systemen ab. Dort war der Nadelträger einteilig konisch geformt. Elegant, leicht und stabil.
(Abbildung: Shure)

In dieser Grafik stellt die Firma Shure die Verformung des Nadelträgers "unter Last" dar. Mittels gedämpfter Gegenmasse wollten die Techniker damals das Problem bändigen. 
(Abbildung: Shure) 

Kupferkopf-Variante des Raumnadelsystems, montiert in einer Orsonic-Headshell. In der Kombination mit SME 3009-Tonarm und Garrard 401-Laufwerk bleiben hier keine analogen Fragen mehr offen. Vor allem, wenn ein guter Röhren-Vorerstärker das Phonosignal des MM-Systems weiter in Richtung wirkungsgradstarker Lautsprecher kickt

Auf Raumnadel umgerüstetes Audio Technica AT 20 SLa, ein legendäres MM-System, bekannt für seine exemplarische Auflösung. Es sollte zeigen, ob mit der hochwertigen Shibata-Abtastnadel eine weitere Steigerung möglich ist. Das Duell gegen das Elsbeere-AT 95 fiel eindeutig zu Gunsten des letztgenannten aus (siehe auch Lauftext). Jetzt darf das Raumnadel-AT 20 SLa seine Runden auf einem Thorens TD 124 drehen. Dort macht es sich trotz allem sehr gut, keine Frage

Ausgangsprodukt für das Kupferkopf-Raumnadelsystem ist der MM-Generator des Audio Technica AT 95 E-Systems. Der Kupferlackdraht der Spulen hat einen Durchmesser von lediglich 0,03 Millimetern und ist penibel in die hohlen, vergoldeten Anschlusspins eingelötet. Ein klug und vor allem präzise gefertigtes Großserienteil, das sich in Sachen "advanced technology" vor so genannter High End-Ware überhaupt nicht verstecken muss. Im Gegenteil, selten findet man im HiFi-Bereich ein besseres Preis-Leistungsverhältnis. Nicht von ungefähr wird diese Basis von High End-Herstellern sehr gerne für eigene Systeme verwendet. Schwachpunkt ist zumeist die Montagegüte des Abtast-Diamanten. Hier sollte beim Kauf genau draufgeschaut werden (siehe Tonabnehmer-Wissen)