Staffelwalzenmaschinen

Der erste Funktionsmechanismus, mit dem sich Vierspeziesmaschinen realisieren ließen, war die so genannte Staffelwalze. Dieses Bauprinzip geht auf Gottfried Wilhelm Leibniz (1646 - 1716) zurück. Auf einer breiten Walze sind zehn unterschiedlich lange Zähne angeordnet. Die Walze wirkt auf ein Zahnrad, und je nach Stellung der Walze zum Zahnrad wird dieses bei einer Umdrehung der Walze um null bis neun Positionen weiterbewegt. So wurden Maschinen möglich, bei denen man eine einmal eingestellte Zahl über eine Kurbel beliebig oft in ein Resultatwerk übertragen kann. Weil darüber hinaus die Eingabeeinheit gegenüber dem Resultatwerk verschiebbar ist, kann mit 274 multipliziert werden, indem man die Kurbel 2+7+4 mal dreht und dazwischen die Stellen verschiebt. Die erste kommerziell erfolgreiche Staffelwalzenmaschine, das Arithmomètre, ließ um 1820 Charles Xavier Thomas aus Colmar in einer Pariser Werkstatt herstellen. Als Thomas 1870 starb, wurde seine Produktion von seinem Fabrikanten Leon Payen und danach von dessen Witwe bis 1907 unter dem eigenen Namen weitergeführt. Noch vor der Jahrhundertwende hatten allerdings deutsche Fabrikanten begonnen, die Thomas-Maschine, deren Patente mittlerweile ausgelaufen waren, zu kopieren und weiterzuentwickeln.