Das Rechenprinzip des Abakus ist seit Alters her bekannt und wurde auch schön in der Grund- und Vorschule als Lernhilfe eingesetzt. Die hier beschriebene Erfindung nach Anspruch 1 erweitert dieses Prinzip, indem der Übertrag besonders veranschaulicht wird.

Die Erfindung besteht nach Anspruch 1 aus einem Kasten mit parallelen (Roll-) Bahnen und einem Schieber für den Übertrag quer zu den Bahnen, nach Anspruch 2 mit einer Zahlenskala am Rand zum einfachen Ablesen der Zahlenwerte und nach Anspruch 3 einer Anordnung der Bahnen auf einer schiefen Ebene und nach Anspruch 4 mit Klappen am Ende der Bahnen zum Entleeren.

Auf dem Kasten können zwei mehrstellige Zahlen dargestellt werden. Für jede Ziffernposition des Zahlensystems gibt es eine Bahn. Beim Zehnersystem die Einer-, Zehner-, Hunderter-Stelle usw. Die maximale Anzahl der Stellen ist prinzipiell beliebig und durch die Anzahl der parallelen Bahnen bestimmt. Ein sinnvoller Wert für die Grundschule sind 4 Stellen (bis Tausender) im Zehnerzahlensystem.

Der Ziffernwert jeder Stelle ist bestimmt durch eine entsprechende Anzahl von frei beweglichen Kugeln (oder ähnlichen beweglichen Gegenständen) auf jeder. Zifernposition, beim Zehnersystem also bis zu 9 Kugeln. Im Gegensatz zu einem Abakus werden die Kugeln nicht auf Stangen geführt sondern liegen lose auf den Bahnen.

Die Kugelbahnen liegen parallel nebeneinander, getrennt durch Leisten, die verhindern, dass die Kugeln von einer Ziffernposition zur andern wechseln können.

Ein Schieber, der quer zu den Bahnen angebracht ist, trennt diese in 2 Felder, das Summandenfeld und das Ergebnisfeld. Die Leisten sind auf die Breite des Schiebers unterbrochen. Der Schieber hat eine Aussparung, in die eine Kugel passt.

Der Schieber dient insbesondere dazu, den Übertrag von einer Position in die nächste zu veranschaulichen, indem eine Kugel von einer Bahn zur nächsten transportiert wird. Dazu wird die Aussparung im Schieber zwischen den Ziffernpositionen hin- und her bewegt.

Der Schieber ist genau oberhalb der höchsten Ziffernposition angebracht, beim Zehnersystem also oberhalb der 9. Position, so dass die 10. Kugel in der Aussparung liegt. Durch die Aussparung können Kugeln durchrollen oder bewegliche Gegenstände durchgeschoben werden, aber jeweils nur an höchstens einer Ziffernposition.

Die Kugelbahnen liegen auf einer schiefen Ebene, über welche die Kugeln abrollen können. Statt dessen könnten die beweglichen Ziffernrepräsentationen auch auf einer horizontalen Ebene per Hand verschoben werden. Die schiefe Ebene mit abrollenden Kugeln macht die Lernhilfe interessanter. Das Ergebnisfeld liegt am unteren Ende der schiefen Ebene. Das Ergebnisfeld wird durch Klappen abgeschlossen, über die die Bahnen entleert werden können.

Die 2 Zahlen, die addiert werden sollen, werden mit Kugeln in das Summandenfeld und in das Ergebnisfeld eingegeben. Dabei werden die Summanden durch eine entsprechende Anzahl Kugeln für die Ziffernwerte in den einzelnen Stellen dargestellt.

Als Lernhilfe ist die Erfindung außerdem gut geeignet, weil (z.B. im Gegensatz zu einem Abakus) das Ergebnis durch eine Skala am Rand gut ablesbar ist.

Beim Addieren wird der Durchlass des Schiebers zunächst zur Einerstelle geführt, so dass die Einerkugeln über die schiefe Ebene zusammenrollen und sich so addieren.

Ist die Anzahl der Kugeln größer als die Ziffern des Zahlensystems so entsteht ein Übertrag. Die erste überzählige Kugel wird mit dem Schieber als Übertrag weitergeschoben. Bei einem Übertrag im Zehnersystem wird also die zehnte Kugel mit dem Schieber in die nächste Bahn geschoben. Von der Einer- in die Zehnerbahn, von der Zehner- in die Hunderterbahn usw. Während des Weiterschiebens des Übertrags wird die volle Bahn im Resultatfeld durch die Klappe am Ende der Bahn entleert. Dies geschieht manuell, könnte aber auch automatisiert werden.

Hiermit wird auch deutlich, warum die Erfindung als Kasten ausgeführt ist: Der Boden des Kastens dient als Vorratsbehälter für die entleerten und überzähligen Kugeln.

Die übrigen Kugeln der Ziffernstelle verbleiben zunächst im Summandenfeld. Da der Schieber schon weiter bewegt wurde, können die Kugeln nicht nachrollen.

Der Schieber wird zur nächsten Stelle bewegt und die Kugeln dieser Stelle, ggf. mit dem Übertrag, addiert und so weiter.

Wird von der letzten Stelle ein Übertrag erzeugt, so tritt eine Fehlerbedingung ein und die Rechnung ist beendet. Diese Fehlerbedingung könnte auch durch eine spezielle Anzeige signalisiert werden.

Schließlich wird der Schieber von Stelle zu Stelle zurückbewegt, so dass die verbleibenden Kugeln vom Summandenfeld in das Ergebnisfeld rollen können. Im Ergebnisfeld kann dann das Resultat abgelesen werden.

Das Funktionsprinzip der Maschine ist für beliebige Zahlensysteme anwendbar. Durch Addition des Komplements kann auch eine Subtraktion durchgeführt werden.