Das mechanische Kuppel zum Übertragen von Zug- und Stoßkräften erfolgt über das sogenannte 'Willisonprofil'. Dabei werden Elemente zum Fangen der Kupplungen bei Versätzen in der Horizontalebene mit solchen zur Kraftübertragung kombiniert - ein altes Kupplungsprinzip, welches u.a. seit den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts bei den russischen Bahnen verwendet wurde.
Wenn sich die Kupplungen gefangen haben und vollständig geschlossen sind, fallen die 'Riegel=Schlösser' herunter und es entsteht in der Horizontalebene eine starre Verbindung, in Vertikalrichtung können sich diese Kupplungen jedoch verschieben. Um eine Leitungskupplung automatisch mit kuppeln zu können, muss auch in Vertikalrichtung eine Fixierung erfolgen. Aus diesem Grunde sind im unteren Teil des Kupplungskopfes zusätzliche Eingleit- und Starrmachungselemente angeordnet, die sicherstellen, dass auch in Vertikalrichtung eine Ausrichtung und Fixierung erfolgt.
Zum Entkuppeln wird einer der 'Riegel' aus der Verbindung herausgezogen - damit können die Kupplungen ausgleiten und die Fahrzeuge können getrennt werden.
Einige der zu lösenden Probleme:Durch eine optimale Konstruktion musste sichergestellt werden, dass sich die Riegel auch dann noch herausziehen lassen, wenn die Verbindung unter Zugspannung steht und damit hohe Reibkräfte auftreten. Es gelang dieses Problem einigermaßen zu lösen. Fertigungs- und unterhaltungsbedingte Streuungen der sich reibenden Oberflächengeometrien und Schmierungsverhältnisse stellten aber immer einen Unsicherheitsfaktor dar.
Beim Kuppeln mit hohen Auflaufgeschwindigkeiten (bis 15 km/h) treten je nach Elastizität oder mechanischer Anordnung an den Bauteilen Beschleunigungen in der Größenordnung von mehreren 100g auf. Damit war beispielsweise die Verwendung von Schrauben direkt am Kupplungskopf nicht möglich - die Schraubköpfe brachen unter ihren eigenen Beschleunigungskräften ab.
Ein weiteres Problem stellte das Bewegungsverhalten der Bauteile bei den hohen Beschleunigungen dar. Zur Untersuchung dieser Phänomene wurden mit Hochgeschwindigkeits- Kameras bis zu 1000 Aufnahmen je Sekunde aufgenommen. Mit Hilfe dieser Superzeitlupenaufnahmen gelang es mir, die oft widersprüchlichen Erscheinungen aufzuklären und die Konstruktion so zu verbessern, dass praktisch alle Probleme gelöst werden konnten.
Zwischen den unteren Starrmachungsorganen wurde die Leitungskupplung angeordnet. Dieser gesamte untere Teil der Kupplung ließ die Kupplungsmasse nicht unerheblich anwachsen, darüber hinaus waren erhebliche Anstrengungen notwendig, um die Hebelwirkungen der unten angeordneten Elemente - sie begünstigten beim Kuppelvorgang ein 'Nicken' der Kupplungen und damit eine Verklemmgefahr - in den Griff zu bekommen.
Die Konstruktion des Riegelgetriebes gewährleistet, dass die zahlreichen Anforderungen sicher, auch unter widrigen Umweltbedingungen erfüllt werden.