Het systeem dat voor de echte doorbraak van de mechanische rekenmachine zorgde, was het penwiel. Zoals met veel goede ideeën verscheen het tegelijkertijd op verschillende plaatsen. Vermits het toeliet mechanische rekenmachines veel lichter en compacter te maken, was de uitvinding van het penwiel de eerste stap om van de rekenmachine een massaproduct te maken.
Het eerste penwiel, of wiel met verstelbaar aantal tanden, werd geschetst door Leibniz, maar zonder het broodnodige detail over hoe de “mobiele tanden” dan precies geacht werden te werken.
In de 19e eeuw bedachten twee uitvinders onafhankelijk van elkaar het penwiel – Frank S. Baldwin in de VS in 1875 en Willgodt T. Odhner in Rusland in 1874. Baldwin bleef er de rest van zijn leven van overtuigd dat Odhner zijn uitvinding gestolen had, hoewel er geen indicaties zijn dat Odhner vóór het indienen van zijn eigen patent in 1878 kennis had van Baldwins ontdekking. De Engelsman Isaac Wertheimber patenteerde echter lang vóór Baldwin en Odhner (in 1843) al een penwiel dat verbazend goed op dat van Odhner lijkt. Gerealiseerd werd die machine echter waarschijnlijk niet – op de wereldtentoonstelling van 1851 presenteert Wertheimber enkele simpele schijf-optelmachines, maar niets dat functioneert met een penwiel.
Vanaf 1892 en het overkopen van het Odhner patent door Grimme, Natalis & Co (Brunsviga), kent de penwielmachine een hoge vlucht. Het is pas wanneer door elektrificatie en automatisatie en vooral door het invoeren van een toetsenbord rekenmachines gecompliceerder worden, dat de andere systemen weer de overhand krijgen. De met de hand bediende penwielmachine (het zg. “molentje”) blijft tot het einde van het mechanisch rekenen populair.
Behalve de stappenwals bedacht Leibniz ook het principe van het tandwiel met uitschuifbare tanden, het zogenaamde penwiel. Deze schets van Leibniz (voor 1676) toont dit principe (“Six Roües de Multiplication avec des dens mobiles, chacune à neuf dens"). De machine werd echter nooit gerealiseerd, en op de schets is ook niet aangegeven hoe Leibniz precies de tanden “mobiel” wilde maken.
Foto: Gottfried Wilhelm Leibniz Bibliotheek, LH XLII, 5, Bl 29r.
Patenttekeningen uit het Zwitserse patent 4578 “Verbesserte Rechenmaschine” van Willgodt T. Odhner (ingediend op 21 november 1891) met daarin de finale productieversie van de penwielmachine (links), en het patent US159244 uit 1875 van Frank S. Baldwin (rechts)
Ook die laatste patenteerde een rekenmachine met een tandwiel met verstelbare tanden, bij hem zijn de tanden echter geveerd. De machine werd nooit een commercieel succes, maar prototypes zijn wel bewaard in het Smithsonian Institute in Washington DC.
Dit exemplaar komt uit een Postalia frankeermachine voor brieven. In de linkerfiguur is duidelijk te zien hoe in de bovenste helft van het penwiel een verdraaibare nokkenschijf vier van de negen nokken (tanden) naar buiten duwt. De figuur rechts toont de achterzijde van dat wiel met bovenaan de vier tanden.
Collectie: C. Vande Velde
Op de voorserie van 20 exemplaren uit 1878 na, die anders van opbouw was, is dit de eerste commerciële vorm van de machine van Willgodt Odhner, uit 1889. Geproduceerd in St. Petersburg, werd ze verkocht in Rusland en Zweden. Het serienummer van deze machine is 318.
Collectie: C. Vande Velde
Het patent van Odhner werd verkocht aan de naaimachinefabrikant Grimme, Natalis & Co in Braunschweig, Duitsland, die in de productie van een rekenmachine wel brood zagen, en daar in 1892 dan ook mee begonnen. Franz Trinks was de bezieler van het project, en hielp de maatschappij uitgroeien tot één van de grootste rekenmachinefabrikanten in Europa. Terwijl Odhners machines uit St. Petersburg lang trouw bleven aan het originele ontwerp, bleef Franz Trinks innovatie na innovatie bedenken, uitvoeren en implementeren.
Collectie: C. Vande Velde
s/n 13933, Braunschweig, Duitsland, 1908
Dit is het topmodel van Brunsviga uit 1908 – zegge en schrijve 16 jaar na het eerste model uit het Odhner patent. De machine heeft niet-meedraaiende instelhendels, twee resultaatregisters, (waarvan er één kan worden omgeschakeld naar complementaire getallen), een omwentelingsteller met overdracht van de tientallen, én ook nog één zonder. En dat alles voor de prijs van 1250 M, of het equivalent in 2022 van ongeveer € 8400. De machine weegt 37 kg.
Collectie: C. Vande Velde
s/n 32129, Rastatt, Duitsland, ca. 1928
Tal van andere merken brachten deze penwielmachines (“molentjes”) op de markt. Thales was een fabrikant uit Rastatt. Na de Grote Oorlog waren de gevoelens jegens Duitsland nog niet overal even snel bedaard. Zeker in het Verenigd Koninkrijk schatte men de verkoop van Duitse machines als problematisch in. Men zocht dus een verdeler ter plaatse (Guy's calculating machines) die de machines onder een eigen label (Muldivo) verdeelde. Let op de piepkleine gravure onder het serienummer rechts onderaan de machine: “foreign”.
Collectie: C. Vande Velde
Veel rekenmachinefabrikanten brachten kleurige prospectussen uit, of andere relatiegeschenken of gimmicks om hun machines te framen in het kader van beroemde wiskundigen (Thales, Euclides, Archimedes, ... of “rekenmeesters”), of om duidelijk te maken dat ze de rol van “zakrekenaar” konden spelen. (Zie bijvoorbeeld het "brein van staal” met de tandwielen van Brunsviga, of het grappige “Facit mannetje”, dat ook veelvuldig in de handleidingen optreedt.) Er zijn onder andere ook “eeuwige kalenders” van Brunsviga, een plakbandverdeler en een kalender van AddoX, kleefzegels van Seidel & Naumann, lucifers met de Walther poedel, en een puntenslijper die verdacht sterk op een Walther machine gelijkt.
Collection: C. Vande Velde
Er zijn door de Expertisecel technologisch, wetenschappelijk en industrieel erfgoed (ETWIE) van een aantal verzamelaars in Vlaanderen ook korte introductiefilmpjes gemaakt over belangrijke stukken in hun verzameling - Cris Vande Velde legt uit over de Odhner Arithmometer n° 318 (zie hoger)
Alle rechten: ETWIE
