In den Jahren 1234 bis 1237 wird ein "Heinricus de Pench" als Görzer Richter genannt. Auch im Görzer Urbar aus 1299 wird der Ort wiederholt erwähnt. Die in den Urkunden aus 1271 und 1277 aufscheinenden Brüder Bernhardus und Bertholdus de Penche waren wohl Görzer Ministerale, die auf der Burg Penk sesshaft waren.

1301 verlieh Graf Albert dem Nikolaus von Lienz Besitz in Penk, den vorher Heinrich von Gschieß innehatte. Bei der Länderteilung der Görzer Grafen 1307 fiel Penk dem Grafen Albert zu. Es ist dies die erste urkundliche Erwähnung einer Burg zu Penk. 1390 sitzt Friedrich de Fleck auf der Burg. Durch den Frieden von Pusarnitz fiel die Burg 1460 an die Habsburger. 1467 belehnte Kaiser Friedrich III den Erasmus Flekh mit dem Haus zu Penk und dem Burgstall.

Die Erwähnung eines Hauses zu Penk neben den Burgstall weist darauf hin, dass außer der alten bereits verfallenen Burg ein Schlösschen existierte. Dies geht auch aus der Belehnungsurkunde aus 1587 hervor, mit der Erzherzog Karl Felicitas die Tochter Weilands Erasmus Flekh belehnte. 1600 wurde Felicitas Gatte Josef Roithner mit der Herrschaft belehnt. 1666 wird ein Josef Bernhard, Ritter zu Penk erwähnt. Die alte Burg war damals bereits eine Ruine. Vom 17. bis zum 19. Jahrhundert war Mölltheuer im Besitz der Familie Sternbach. Heute befindet sich die Ruine, von der nur noch Reste eines Wohnturmes, einige Mauern von Wohnbauten und Reste der Ringmauer vorhanden sind, in Privatbesitz.

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