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Die wesentlichen Schaltelemente von Rechenmaschinen sind Staffelwalzen, deren Prinzip Leibniz entwickelte, sowie Sprossenräder. Auf diesen Konstruktions-prinzipien basierten die meisten mechanischen Rechenmaschinen. Realisiert wurden Sprossenräder durch
den italienischen Mathematiker und Astronomen Johannes Poleni im
Jahre 1709.
Das Sprossenrad war ein Zahnrad mit neun beweglichen Zähnen, über das die Zahleneingabe erfolgte. Der Vorteil des Sprossenrades bestand darin, dass das zeitaufwendige Verschieben der Walzen entfiel.
Polenis Maschine funktionierte aber wegen fehlender Präzision der Bauelemente nur mangelhaft. Dem Wiener Instrumentenbauer Antonius Braun (1685-1728) gelang 1727 schließlich der Bau einer funktionsfähigen Sprossenradmaschine. Die Idee zum Bau von Sprossenradmaschinen wurde aber erst in den 1880er-Jahren mit der Fabrikation der Odhner-Maschinen in St. Petersburg wieder aufgenommen, während die Staffelwalzenmaschinen schon im ersten Drittel des 19. Jahrhunderts mit dem Thomas´schen "Arithmomètre" weite Verbreitung fanden. Viele der im 18. Jahrhundert entworfenen Rechenmaschinen wurden jedoch nie wirklich gebaut.
Staffelwalze und Sprossenrad blieben bis in die 1960er-Jahre des
20. Jahrhunderts wichtige Bauteile mechanischer Rechenmaschinen.
Die Serienfertigung von Rechenmaschinen wurde in Europa 1820 mit
dem Bau des "Arithmomètre" des Pariser Kaufmanns
Charles Xavier Thomas eingeleitet. Er verkaufte seinen auf dem Staffelwalzenprinzip
basierenden Rechner zwischen 1821 und 1878 1.500 mal.
In Deutschland setzte die Serienfertigung von Rechnern erst 1878
ein. In diesem Jahr gründete Arthur Burkhardt (1857-1919) in
Glashütte, dem sächsischen Zentrum des Uhrenbaus, die
"Erste Deutsche Rechenmaschinen-Fabrik". Burkhardt reparierte
zunächst die Thomasschen Maschinen und baute sie dann nach.
Die Hochindustrialisierung und die damit verbundene Mehrarbeit in
den Kontoren erhöhte die Nachfrage nach Rechenmaschinen und
begünstigte die Entwicklung dieses neuen Produktionszweiges.
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