B e s c h r e i b u n g Die Erfindung betrifft ein Beförderungsmittel zum Befördern einer Last in einem Fährbetrieb und in einem Flugbetrieb, sowie ein Verfahren zum Befördern einer Last.

Es ist bekannt, dass mit zunehmendem Wachstum von Städten und mit zunehmendem Wunsch nach Mobilität von Einzelpersonen bestehende Verkehrskonzepte an ihre Grenzen stoßen können. Daher werden neue Mobilitätskonzepte erschlossen, zu denen auch Beförderungsmittel für Personen oder eine Fracht gehören, die sich fliegend fortbewegen und gleichzeitig für einen Individualverkehr eignen. Derartige Beförderungsmittel werden häufig auch als Flugtaxi bezeichnet, da diese die Funktion von Fahrzeugen oder Taxis in der Luft übernehmen sollen. Bei bekannten derartigen Beförderungsmitteln ist es häufig von Nachteil, dass diese Flugtaxis eine Startbahn benötigen, so dass diese lediglich von speziellen Flughäfen aus starten können und somit kaum einen Vorteil gegenüber konventionellen Flugzeugen bilden. Darüber hinaus haben derartige Fluggeräte meist einen hohen Platzbedarf am Boden, da deren Flügel und/oder Rotoren üblicherweise mehr Platz beanspruchen, als zum Beispiel ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges, was die Eignung für einen massenhaften Einsatz weiter einschränkt, da eine entsprechend große Parkfläche benötigt wird.

Weiterhin ist aus der WO 2021/099596 A1 ein Beförderungsmittel bekannt, welches ausfahrbare Rotorelemente aufweist. Die Rotorelemente erfordern allerdings Bauraum im Innenraum des Gehäuses des Beförderungsmittels. Ferner verbleiben die Räder an Ort und Stelle.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, voranstehende, aus dem Stand der Technik bekannte Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Beförderungsmittel mit einer kompakten, multifunktionalen Antriebsvorrichtung bereitzustellen und/oder zu betreiben.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Beförderungsmittel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Beförderungsmittel zum Befördern einer Last, insbesondere in Form einer Person und/oder einer Fracht, vorgesehen. Das Beförderungsmittel umfasst eine Gehäuseeinheit, durch welche ein Lastraum zur Unterbringung der Last ausgebildet ist. Ferner umfasst das Beförderungsmittel eine Antriebsvorrichtung für eine Bewegung des Beförderungsmittels in einem Fährbetrieb, bei dem sich das Beförderungsmittel auf einem Untergrund bewegt, und in einem Flugbetrieb, bei dem sich das Beförderungsmittel losgelöst vom Untergrund über dem Untergrund bewegt. Die Antriebsvorrichtung weist zumindest zwei Steuerungseinheiten zur, vorzugsweise aktiven, Beeinflussung der Bewegung des Beförderungsmittels im Fährbetrieb und im Flugbetrieb auf. Dabei ist die Antriebsvorrichtung in einen Fahrzustand für den Fährbetrieb und in einen Flugzustand für den Flugbetrieb bringbar. Ferner ist vorgesehen, dass die Steuerungseinheiten jeweils durch einen Verstellmechanismus an der Gehäuseeinheit gelagert sind, durch welchen die Steuerungseinheiten zum Überführen der Antriebsvorrichtung zwischen dem Fahrzustand und dem Flugzustand jeweils zumindest teilweise oder vollständig um zumindest eine, vorzugsweise exzentrische, erste Rotationsachse, insbesondere des jeweiligen Verstellmechanismus, zur Gehäuseeinheit rotierbar sind.

Vorzugsweise kann das Beförderungsmittel auch als Fluggerät oder Flugtaxi bezeichnet werden. Weiterhin ist es denkbar, dass mehrere Personen durch das Beförderungsmittel befördert werden können. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Beförderungsmittel zum automatisierten, insbesondere unbemannten, Flugbetrieb ausgebildet ist. Ferner ist es denkbar, dass das Beförderungsmittel zum Einsatz in der Landwirtschaft ausgebildet ist.

Die Gehäuseeinheit kann vorzugsweise eine Karosserie und/oder ein Chassis des Beförderungsmittels umfassen. Insbesondere kann die Gehäuseeinheit ein Metall, vorzugsweise Leichtmetall, wie z.B. Aluminium, und/oder Carbon umfassen. Bei dem Lastraum kann es sich beispielsweise um eine Fahrgastzelle zur Aufnahme von Passagieren handeln. Zusätzlich oder alternativ kann der Lastraum einen Frachtraum umfassen, in welchem Gepäckstücke und/oder ein anderes Fördergut während der Beförderung durch das Beförderungsmittel aufgenommen werden kann. Die Antriebsvorrichtung zum Bewegen des Beförderungsmittels kann zumindest teilweise durch einen Benutzer steuerbar sein und/oder zum zumindest teilweise oder vollständig automatisierten Betrieb des Beförderungsmittels ausgebildet sein. Für einen Einsatz in der Landwirtschaft kann die Gehäuseeinheit beispielsweise zur Aufnahme und/oder zum Versprühen von Saatgut und/oder eines Pflanzenschutzmittels ausgebildet sein. Weiterhin ist es denkbar, dass die Gehäuseeinheit ein Leuchtmittel zum Beleuchten einer Landwirtschaftsfläche, beispielsweise mit einer UVC-Strahlung, aufweist.

Die beiden Steuerungseinheiten können an unterschiedlichen, insbesondere gegenüberliegenden, Seiten der Gehäuseeinheit angeordnet sein. Es ist denkbar, dass die Antriebsvorrichtung vier oder mehr Steuerungseinheiten aufweist, insbesondere wobei die vier Steuerungseinheiten paarweise an unterschiedlichen, insbesondere gegenüberliegenden, Seiten der Gehäuseeinheit angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Steuerungseinheiten baugleich oder im Wesentlichen baugleich ausgebildet. Die Steuerungseinheiten können jeweils unterschiedliche Komponenten für die Beeinflussung der Bewegung für den Fährbetrieb und den Flugbetrieb aufweisen. Unter der aktiven Beeinflussung der Bewegung für den Fährbetrieb und den Flugbetrieb durch die Steuerungseinheiten kann verstanden werden, dass die Steuerungseinheiten beispielsweise zur Erzeugung eines Schubs, zur Richtungsänderung und/oder zur Höhenkontrolle des Beförderungsmittels ausgebildet sein können. Insbesondere können die Steuerungseinheiten einen Primärantrieb und/oder einen Sekundärantrieb für das Beförderungsmittel bilden. Beispielsweise können die Steuerungseinheiten im Fährbetrieb einen Primärantrieb und/oder einen Primärabtrieb zum Vortrieb des Beförderungsmittels bilden. Im Flugbetrieb können die Steuerungseinheiten einen Sekundärantrieb zum Steuern und/oder Lenken des Beförderungsmittels bilden.

Es ist denkbar, dass die Steuerungseinheiten nur durch den jeweiligen Verstellmechanismus an der Gehäuseeinheit gelagert sind. Insbesondere sind die Steuerungseinheiten außerhalb des Lastraums, und vorzugsweise an einer Außenseite der Gehäuseeinheit, angeordnet. Die erste Rotationsachse kann dabei z. B. senkrecht oder parallel zu einer Seite der Gehäuseeinheit verlaufen. Der Verstellmechanismus kann dabei zumindest ein Gelenk zur Definition der ersten Rotationsachse umfassen. Insbesondere kann der Verstellmechanismus als Gelenkeinheit bezeichnet werden. Durch die Rotation um die erste Rotationsachse können die Steuerungseinheiten beispielsweise im Fahrzustand an der Gehäuseeinheit anliegen und für den Flugbetrieb in den Flugzustand ausgeklappt werden. Die jeweilige erste Rotationsachse ist vorzugsweise exzentrisch zur jeweiligen Steuerungseinheit ausgebildet. Dadurch kann ein vorteilhafter Klappmechanismus gebildet sein, bei welchem die Bewegung der Steuerungseinheiten vom Fahrzustand in den Flugzustand von der Gehäuseeinheit nach außen erfolgt.

Durch die Verstellmechanismen und die dadurch resultierende Rotierbarkeit der Steuerungseinheiten können die Steuerungseinheiten zwischen dem Fahrzustand und dem Flugzustand bewegt werden, um eine jeweils günstige Lage der Steuerungseinheiten zu erreichen. Beispielsweise kann das Beförderungsmittel im Fahrzustand dabei in einen kompakten Zustand überführt werden, um eine Straßentauglichkeit herzustellen. Im Flugzustand kann durch die Steuerungseinheiten ferner beispielsweise eine strömungs- und/oder druckabhängige Position eingenommen werden. Dies ermöglicht eine Integration von Funktionalitäten in die Steuerungseinheiten für die Bewegung des Beförderungsmittels sowohl im Fährbetrieb als auch im Flugbetrieb, wodurch der bauraumbezogene Einfluss der Antriebsvorrichtung auf andere Komponenten des Beförderungsmittels und/oder die Komplexität der Antriebsvorrichtung reduziert werden kann.

Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin denkbar, dass die Steuerungseinheiten durch den jeweiligen Verstellmechanismus zum Überführen der Antriebsvorrichtung zwischen dem Fahrzustand und dem Flugzustand jeweils um zumindest eine zweite Rotationsachse, die zur ersten Rotationsachse eine unterschiedliche Orientierung aufweist, an der Gehäuseeinheit rotierbar gelagert sind. Vorzugsweise weist jede erste Rotationsachse mit der zweiten Rotationsachse des jeweiligen Verstellmechanismus einen Schnittpunkt auf. Insbesondere kann der jeweilige Verstellmechanismus zur mehrachsigen Lagerung der Steuerungseinheit an der Gehäuseeinheit ausgebildet sein. Zur Definition der zweiten Rotationsachsen können die Verstellmechanismen Bei der ersten und zweiten Rotationsachse handelt es sich vorzugsweise um geometrische Achsen. Indem die zweite Rotationsachse eine unterschiedliche Orientierung zur ersten Rotationsachse aufweist, können die erste und zweite Rotationsachse einen Winkel zueinander aufweisen. Beispielsweise kann die erste Rotationsachse im Fährbetrieb senkrecht zu einer Fahrtrichtung des Beförderungsmittels und die zweite Rotationsachse der Rotationsachsen senkrecht zu der ersten Rotationsachse orientiert sein. Weiterhin können die Steuerungseinheiten eine Erstreckung aufweisen, die im Fahrzustand entlang einer Bewegungsrichtung des Beförderungsmittels und im Flugzustand in einem Winkel, vorzugsweise senkrecht zur Bewegungsrichtung, orientiert ist. Durch die erste und zweite Rotationsachse kann somit eine komplexe Kinematik der Steuerungseinheiten realisiert werden, welche sowohl im Fahrzustand als auch im Flugzustand eine günstige Positionierung der Steuerungseinheiten ermöglicht.

Es ist ferner bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel denkbar, dass die zweite Rotationsachse beim Überführen der Antriebsvorrichtung zwischen dem Fahrzustand und dem Flugzustand starr zur Gehäuseeinheit ausgestaltet ist, wobei die erste Rotationsachse beim Überführen der Antriebsvorrichtung zwischen dem Fahrzustand und dem Flugzustand um die zweite Rotationsachse rotierbar ist oder rotiert wird. Dadurch kann eine Seite der Steuerungseinheiten im Fahrzustand parallel zu einer Außenseite der Gehäuseeinheit ausgerichtet sein und im Flugzustand senkrecht zu der Außenseite. Beispielsweise kann die erste Rotationsachse im Fahrzustand senkrecht zum Untergrund orientiert sein und im Flugzustand parallel zum Untergrund. Insbesondere können die Steuerungseinheiten beim Überführen der Antriebsvorrichtung zwischen dem Fahrzustand und dem Flugzustand durch die Verstellmechanismen in einer zweiachsigen Kinematik bewegbar sein. Somit können die Steuerungseinheiten vorteilhaft zwischen dem Fahrzustand und dem Flugzustand verschwenkt werden, indem ein Bewegungsraum der Steuerungseinheiten beim Überführen der Antriebsvorrichtung zwischen dem Fahrzustand und dem Flugzustand von der Gehäuseeinheit nach außen verlagert ist. Dabei können die Steuerungseinheiten im Fahrzustand kompakt mit geringem Abstand zur Gehäuseeinheit an die Gehäuseeinheit angelegt sein und insbesondere kollisionsfrei in den Flugzustand verschwenkt werden. Vorzugsweise ist der Verstellmechanismus dazu ausgebildet, dass die Steuerungseinheiten und/oder die erste Rotationsachse um 360 Grad um die zweite Rotationsachse verschwenkbar sind.

Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das Beförderungsmittel durch die Steuerungseinheiten im Fahrzustand auf dem Untergrund abgestützt ist, und/oder dass die Steuerungseinheiten jeweils ein Rad, insbesondere in Form eines Orbitalrades, umfassen, wodurch das Beförderungsmittel im Fährbetrieb auf dem Untergrund bewegbar, vorzugsweise antreibbar, ist. Die Räder können beispielsweise je einen Reifen umfassen, welcher auf dem Untergrund abrollbar ist, um das Beförderungsmittel im Fährbetrieb zu bewegen. Dazu kann die Antriebsvorrichtung zumindest einen Motor, vorzugsweise in Form eines Elektromotors, aufweisen, um zumindest eines der Räder, vorzugsweise zwei Räder, der Antriebsvorrichtung anzutreiben. Die Reifen können z. B. als Luftreifen oder als luftloser Reifen ausgeführt sein. Wenn die Räder als Orbitalräder ausgebildet sind, können die Räder exzentrisch gelagert sein. Dadurch kann die Kinematik beim Überführen der Antriebsvorrichtung zwischen dem Fahrzustand und dem Flugzustand verbessert sein. Insbesondere können die Räder als nabenlose Räder ausgeführt sein. Weiterhin sind die Räder jeweils um eine Radachse drehbar gelagert, um welche sich das jeweilige Rad im Fährbetrieb drehen kann. Die Radachse kann koaxial zur zweiten Rotationsachse ausgeführt sein. Die Verstellmechanismen können Radaufhängungen für die Räder bilden. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Räder zumindest abschnittsweise eine Außenseite und/oder einen äußeren Ring der Steuerungseinheiten bilden. Vorzugsweise sind an einer Unterseite der Gehäuseeinheit, insbesondere starre, Stützelemente angeordnet, die beim Überführen der Antriebsvorrichtung vom Fahrzustand in den Flugzustand auf dem Untergrund absetzbar sind, insbesondere bevor das Beförderungsmittel vom Untergrund abhebt. Somit kann die Gehäuseeinheit durch die Steuerungseinheiten beim Überführen der Antriebsvorrichtung vom Fahrzustand in den Flugzustand auf dem Untergrund abgesetzt werden, insbesondere so dass die Steuerungseinheiten zumindest abschnittsweise frei vom Untergrund bewegbar sind.

Es ist ferner bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel denkbar, dass der Verstellmechanismus eine Federeinheit zur Federung der Gehäuseeinheit gegenüber den Steuerungseinheiten im Fährbetrieb aufweist, insbesondere wobei die Federeinheit zur Federung der Gehäuseeinheit um die ersten oder zweiten Rotationsachsen ausgebildet ist. Die Federeinheit kann beispielsweise eine, insbesondere gebogene, Druckfeder und/oder eine Torsionsfeder umfassen. Somit kann die rotatorische Bewegungsfreiheit vorteilhaft zur Federung der Gehäuseeinheit im Fährbetrieb genutzt werden. Insbesondere wenn die Radachse im Fahrzustand koaxial zur zweiten Rotationsachse ausgerichtet ist und/oder die Lagerung der Räder exzentrisch ausgebildet ist, kann durch die rotatorische Federung ein hoher Fahrkomfort im Lastraum erzielt werden. Ferner kann durch die resultierende Multifunktonalität der Komponenten eine kompakte Bauform begünstigt sein.

Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Steuerungseinheiten jeweils ein Steuerungselement zum, insbesondere aktiven, Erzeugen eines Steuerungsdrucks zur Beeinflussung der Bewegung des Beförderungsmittels im Flugbetrieb aufweisen, insbesondere wobei das Steuerungselement rotorlos ausgebildet ist. Am Steuerungselement und/oder durch das Steuerungselement kann beispielsweise eine Schubkraft und/oder ein Staudruck erzeugbar sein. Vorzugsweise weist das Steuerungselement in zumindest einer Richtung einen flügelartigen Querschnitt auf. Das Steuerungselement kann beispielsweise in das Rad der jeweiligen Steuerungseinheit integriert sein. Dabei kann das Steuerungselement im Fährbetrieb drehfest mit dem Rad verbunden sein. Ferner ist es denkbar, dass das jeweilige Rad drehbar zum Steuerungselement gelagert ist, Dabei kann das Steuerungselement am Verstellmechanismus befestigt sein. Durch die rotorlose Ausbildung der Steuerungselemente können drehbare Teile reduziert werden, wodurch die Wartung der Antriebsvorrichtung vereinfacht und eine Verkehrssicherheit erhöht werden kann.

Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass jedes Steuerungselement eine Düse umfasst, durch welche der Steuerungsdruck zur Beeinflussung der Bewegung des Beförderungsmittels erzeugbar ist. Die Düse kann eine kreisförmige, eine schlitzförmige oder eine ringförmige Öffnung umfassen. Es kann vorgesehen sein, dass Luft aus der Umgebung des Beförderungsmittels ansaugbar und über die Düse wieder an die Umgebung abgebbar ist. Dadurch kann der Steuerungsdruck an der Düse erzeugt werden, durch welchen die Bewegung des Beförderungsmittels im Flugbetrieb beeinflusst werden kann. Dabei kann der Steuerungsdruck beispielsweise zur Richtungsänderung und/oder zur Höhenänderung ausgeführt sein. Somit kann die Düse insbesondere als Steuerdüse für den Flugbetrieb des Beförderungsmittels ausgeführt sein. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die Düse zum Erzeugen eines Schubs ausgeführt ist. Vorzugsweise sind die Düsen der zumindest zwei Steuerungseinheiten separat und/oder synchronisiert ansteuerbar. Durch die separate Ansteuerung kann beispielsweise eine Richtungsänderung des Beförderungsmittels bewirkbar sein. Durch eine synchronisierte Ansteuerung der Düsen kann beispielsweise eine Höhenänderung des Beförderungsmittels im Flugbetrieb bewirkbar sein.

Es ist ferner bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel denkbar, dass die Steuerungseinheiten jeweils einen zumindest teilweise oder vollständig kreisförmigen Flugsteuerungsabschnitt aufweisen, der eine zentrale Öffnung aufweist und/oder in welchen das Steuerungselement integriert ist, insbesondere wobei das Steuerungselement zumindest teilweise umlaufend an dem Flugsteuerungsabschnitt angeordnet ist. Der Flugsteuerungsabschnitt kann Der kreisförmige Flugsteuerungsabschnitt kann beispielsweise einen Strömungskanal umfassen, der mit der Düse in Fluidkommunikationsverbindung steht. Dadurch kann die Düse mit einem Fluidstrom, insbesondere einem Luftstrom, versorgt werden, um den Ansaugdruck zu erzeugen. Es kann vorgesehen sein, dass die zentrale Öffnung im Flugzustand zum Durchleiten einer Strömung ausgebildet ist. Dabei kann der Flugsteuerungsabschnitt einen zumindest teilweise oder vollständig geschlossenen Flügel bilden.

Weiterhin ist es bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel denkbar, dass die Steuerungseinheiten, insbesondere im Flugzustand, in eine Schwebeposition zum Erzeugen eines Staudrucks zum Schweben des Beförderungsmittels über dem Untergrund bringbar, insbesondere bewegbar, sind, insbesondere wobei der Steuerungsdruck der Düse in der Schwebeposition zum Untergrund orientiert ist. Der Staudruck kann durch den Steuerungsdruck zwischen den Steuerungseinheiten und dem Untergrund erzeugt werden. Durch die Schwebeposition kann das Beförderungsmittel sich in geringem Abstand zum Boden bewegen oder in geringem Abstand zum Boden verweilen. Insbesondere kann ein Startvorgang durch das Beförderungsmittel ausführbar sein, wenn sich die Steuerungseinheiten in der Schwebeposition befinden. Dabei können die Öffnungen der Antriebelemente parallel oder im Wesentlichen parallel zum Untergrund ausgerichtet sein.

Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Antriebsvorrichtung einen Primärantrieb umfasst, durch welchen im Flugbetrieb eine Schubkraft zum Vortrieb des Beförderungsmittels erzeugbar ist, insbesondere wobei die Steuerungseinheiten dazu ausgebildet sind, im Flugbetrieb die Bewegung des Beförderungsmittels durch eine Höhenkontrolle und/oder Lenkung des Beförderungsmittels zu beeinflussen. Der Primärantrieb kann beispielsweise ein Triebwerk zum Erzeugen der Schubkraft umfassen. Weiterhin ist es denkbar, dass der Primärantrieb einen Motor zum Antreiben der Räder im Fährbetrieb umfasst. Der Primärantrieb kann in die Gehäuseeinheit integriert sein oder an der Gehäuseeinheit angeordnet sein. Dadurch kann eine Antriebsleistung der Steuerungseinheiten gering gehalten werden und eine geringe Dimensionierung der Steuerungseinheiten erzielt werden. Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Primärantrieb eine Strömungsmaschine zum Erzeugen der Schubkraft durch einen Fluidstrom aufweist, insbesondere wobei die Strömungsmaschine mit den Steuerungseinheiten durch Verbindungskanäle verbunden ist, wobei durch die Verbindungskanäle zu jeder Steuerungseinheit ein Teilstrom des Fluidstroms zum Erzeugen des Steuerungsdrucks der Düse der jeweiligen Steuerungseinheit leitbar ist. Die Strömungsmaschine kann eine Turbine und/oder ein Strahltriebwerk umfassen. Beispielsweise kann die Strömungsmaschine einen Hauptströmungskanal zum Erzeugen der Schubkraft umfassen, in welchen Luft aus der Umgebung ansaugbar ist. Dabei können die Verbindungskanäle als Abzweigungen vom Hauptströmungskanal ausgebildet sein, um Luft und/oder einen Abgasstrom aus dem Strömungskanal passiv und/oder aktiv zu den Düsen umzuleiten. Es kann vorgesehen sein, dass die Verbindungskanäle Ventile zum Regeln des Steuerungsdrucks der Düsen umfassen. Dadurch kann durch die Strömungsmaschine gleichzeitig ein Steuerdruck an den Düsen erzeugt werden, wodurch zusätzliche Strömungsmaschinen zur Versorgung der Düsen eingespart werden können. Dadurch kann das Beförderungsmittel ein geringes Gewicht aufweisen und kompakt ausgebildet sein.

Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel vorgesehen sein, dass die Antriebsvorrichtung in einen Schwimmzustand für eine Bewegung des Beförderungsmittels in einem Schwimmbetrieb des Beförderungsmittels bringbar ist, insbesondere wobei die Steuerungseinheiten jeweils eine Tragfläche aufweisen, die zum Schwimmbetrieb in Wasser, d.h. insbesondere unter eine Wasseroberfläche, eintauchbar ist. Dadurch kann das Beförderungsmittel zu Land, zu Wasser und in der Luft bewegbar sein. Weiterhin ist es denkbar, dass die Gehäuseeinheit eine Schwimm Struktur für einen Wasserbetrieb des Beförderungsmittels aufweist. Somit kann das Beförderungsmittel auch als Amphibienfahrzeug ausgestaltet sein. Die Schwimm Struktur kann zum Beispiel einen Schiffsrumpf umfassen, welcher einen Vortrieb des Beförderungsmittels im Wasser verbessert. Es kann vorgesehen sein, dass das Steuerungselement und/oder der Primärantrieb zum Erzeugen eines Vortriebs im Wasser ausgebildet ist. Ferner ist es denkbar, dass ein zusätzlicher Wasserantrieb, zum Beispiel in Form einer Schiffsschraube, vorgesehen ist. Vorzugsweise umfasst die Schwimmstruktur der Gehäuseeinheit eine Abdichtung der Antriebsvorrichtung und/oder des Lastraumes. Insbesondere kann durch das Beförderungsmittel somit eine multimodale Mobilität ermöglicht sein. Die Tragfläche kann dabei ein Foiling des Beförderungsmittels im Schwimmbetrieb ermöglichen.

Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel vorgesehen sein, dass die Steuerungseinheiten jeweils ein Schutzelement aufweisen, welches das Steuerungselement und/oder das Rad der jeweiligen Steuerungseinheit zumindest teilweise umgibt, insbesondere wobei die Schutzelemente der Steuerungseinheiten im Schwimmzustand die Tragflächen bilden. Vorzugsweise können die Steuerungseinheiten für den Schwimmbetrieb und/oder den Flugbetrieb, insbesondere um 180 Grad, gedreht werden. Dadurch können die Schutzelemente als Tragfläche im Schwimmzustand dienen und in das Wasser eingetaucht werden. Im Fahrzustand der Antriebsvorrichtung können die Schutzelemente vorzugsweise als Schutzbleche ausgebildet sein. Dazu können die Schutzelemente die Räder zumindest abschnittsweise teilkreisförmig umgeben.

Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Antriebsvorrichtung eine Kontrolleinheit zum Ansteuern der Steuerungseinheiten zum Überführen der Antriebsvorrichtung zwischen dem Fahrzustand und dem Flugzustand aufweist, insbesondere wobei die Kontrolleinheit ein Koordinationsmodul zum synchronen Bewegen der Steuerungseinheiten beim Überführen der Antriebsvorrichtung zwischen dem Fahrzustand und dem Flugzustand aufweist. Die Kontrolleinheit kann eine Kontrollelektronik, insbesondere mit einem Prozessor und/oder einem Mikroprozessor, aufweisen. Das Koordinationsmodul kann Teil der Kontrollelektronik sein und/oder in einen Speicher der Kontrolleinheit integriert sein. Somit kann ein hoher Automatisierungsgrad erreicht werden. Durch die synchrone Bewegung der Steuerungseinheiten kann ferner ein gleichmäßiges Absetzen des Beförderungsmittels beim Überführen der Antriebsvorrichtung vom Fahrzustand in den Flugzustand ermöglicht sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Befördern einer Last, insbesondere in Form einer Person und/oder einer Fracht, mit einem Beförderungsmittel, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, vorgesehen. Das Beförderungsmittel umfasst eine Gehäuseeinheit, durch welche ein Lastraum zur Unterbringung der Last ausgebildet ist. Ferner umfasst das Beförderungsmittel eine Antriebsvorrichtung für eine Bewegung des Beförderungsmittels in einem Fährbetrieb, bei dem sich das Beförderungsmittel auf einem Untergrund bewegt, und in einem Flugbetrieb, bei dem sich das Beförderungsmittel losgelöst vom Untergrund über dem Untergrund bewegt. Die Antriebsvorrichtung weist zumindest zwei Steuerungseinheiten zur aktiven Beeinflussung der Bewegung des Beförderungsmittels im Fährbetrieb und im Flugbetrieb auf. Das Verfahren umfasst, insbesondere in Form von Verfahrensschritten:

Betreiben des Beförderungsmittels in dem Fährbetrieb, in welchem sich die Steuerungseinheiten in einem Fahrzustand befinden, insbesondere durch Antreiben von Rädern, die in die Steuerungseinheiten integriert sind,

Überführen der Antriebsvorrichtung vom Fährbetrieb in den Flugbetrieb, wobei die Steuerungseinheiten vom Fahrzustand in einen Flugzustand gebracht werden, indem die Steuerungseinheiten zumindest um eine erste Rotationsachse zur Gehäuseeinheit rotiert werden, insbesondere durch einen Verstellmechanismus des Beförderungsmittels,

Betreiben des Beförderungsmittels in dem Flugbetrieb, insbesondere durch einen Primärantrieb.

Somit bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Beförderungsmittel beschrieben worden sind.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:

Figuren 1-6 ein erfindungsgemäßes Beförderungsmittel beim Überführen einer Antriebsvorrichtung des Beförderungsmittels von einem Flugzustand in einen Fahrzustand,

Figur 7 das Beförderungsmittel mit einem Primärantrieb, Figur 8-11 unterschiedliche Ausführungen eines Steuerungselementes für das Beförderungsmittel.

In der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung werden für die gleichen technischen Merkmale auch in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.

Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Beförderungsmittel 1 zum Befördern einer Last, insbesondere in Form einer Person und/oder einer Fracht. Bei dem Beförderungsmittel 1 handelt es sich insbesondere um ein flugfähiges Fahrzeug. Das Beförderungsmittel 1 umfasst eine Gehäuseeinheit 2, durch welche ein Lastraum 2.1 zur Unterbringung der Last ausgebildet ist. Beispielsweise kann durch den Lastraum 2.1 ein Fahrgastraum und/oder ein Frachtraum gebildet sein.

Weiterhin umfasst das Beförderungsmittel 1 eine Antriebsvorrichtung 3 für eine Bewegung des Beförderungsmittels 1 in einem Fährbetrieb, bei dem sich das Beförderungsmittel 1 auf einem Untergrund 200 bewegt, und in einem Flugbetrieb, bei dem sich das Beförderungsmittel 1 losgelöst vom Untergrund 200 über dem Untergrund 200, d.h. insbesondere mit einem Abstand 202 zum Untergrund 200, bewegt. Die Antriebsvorrichtung 3 ist für den Fährbetrieb in einen Fahrzustand I und für den Flugbetrieb in einen Flugzustand II bringbar. Ein Betreiben des Beförderungsmittels 1 im Fährbetrieb ist in Figur 1 dargestellt, ein Betreiben des Beförderungsmittels 1 im Flugbetrieb in den Figuren 4 und 5.

Zur aktiven Beeinflussung der Bewegung des Beförderungsmittels 1 im Fährbetrieb und im Flugbetrieb weist die Antriebsvorrichtung 3 zumindest zwei, hier vier, Steuerungseinheiten 10 auf. Die Steuerungseinheiten 10 sind vorzugsweise dazu ausgebildet, im Flugbetrieb die Bewegung des Beförderungsmittels 1 durch eine Höhenkontrolle und/oder Lenkung des Beförderungsmittels 1 zu beeinflussen. Dabei sind die Steuerungseinheiten 10 paarweise auf gegenüberliegenden Seiten des Beförderungsmittels 1 angeordnet. Wie in Figur 1 gezeigt, umfassen die Steuerungseinheiten 10 jeweils ein Rad 11 , insbesondere in Form eines Orbitalrades, wodurch das Beförderungsmittel 1 im Fährbetrieb auf dem Untergrund 200 bewegbar, vorzugsweise antreibbar, ist. Somit ist das Beförderungsmittel 1 durch die Steuerungseinheiten 10 im Fahrzustand I auf dem Untergrund 200 abgestützt, d. h. das Beförderungsmittel 1 ist insbesondere nur mit den Steuerungseinheiten 10 in Kontakt mit dem Untergrund 200. Die Steuerungseinheiten 10 weisen ferner jeweils ein Schutzelement 13 auf, welches das Steuerungselement 12 und/oder das Rad 11 der jeweiligen Steuerungseinheit 10 zumindest teilweise umgibt. Die Gehäuseeinheit 2 kann beispielsweise eine Beleuchtung 40 für den Fährbetrieb und/oder den Flugbetrieb des Beförderungsmittels 1 umfassen. Weiterhin ist es denkbar, dass die Beleuchtung 40 zumindest teilweise an den Schutzelementen 13 angeordnet ist. Beispielsweise kann dadurch eine vorteilhafte Heckbeleuchtung des Beförderungsmittels 1 realisiert werden.

Zum Überführen der Antriebsvorrichtung 3 zwischen dem Fahrzustand I und dem Flugzustand II sind die Steuerungseinheiten 10 jeweils durch einen Verstellmechanismus 20 an der Gehäuseeinheit 2 gelagert, durch welchen die Steuerungseinheiten 10 jeweils, wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt, zumindest teilweise um zumindest eine erste Rotationsachse 21 und um eine zweite Rotationsachse 22 des jeweiligen Verstellmechanismus 20 zur Gehäuseeinheit 2 rotierbar gelagert. Die zweite Rotationsachse 22 weist zur ersten Rotationsachse 21 eine unterschiedliche Orientierung auf. Der Verstellmechanismus 20 kann exzentrisch zu einer Radachse 11.1 der jeweiligen Steuerungseinheit 10 angeordnet sein. Vorzugsweise weist die Antriebsvorrichtung 3 eine Kontrolleinheit 33 zum Ansteuern der Steuerungseinheiten 10 zum Überführen der Antriebsvorrichtung 3 zwischen dem Fährbetrieb und dem Flugbetrieb auf, wie in Figur 7 dargestellt. Dabei kann die Kontrolleinheit 33 ein Koordinationsmodul 33.1 zum synchronen Bewegen der Steuerungseinheiten 10 beim Überführen der Antriebsvorrichtung 3 zwischen dem Fahrzustand I und dem Flugzustand II umfassen.

Zum Erreichen des Flugzustandes II, werden die Steuerungseinheiten 10 zunächst um die zweite Rotationsachse 22 rotiert, wie in Figur 2 dargestellt. Dazu sind an einer Unterseite der Gehäuseeinheit 2, insbesondere starre, Stützelemente 41 angeordnet, die beim Überführen der Antriebsvorrichtung 3 vom Fahrzustand I in den Flugzustand II auf dem Untergrund 200 absetzbar sind, bevor das Beförderungsmittel 1 vom Untergrund 200 abhebt. Vorzugsweise wird dazu eine Federeinheit 23 des Verstellmechanismus 20 zur Federung der Gehäuseeinheit 2 gegenüber den Steuerungseinheiten 10 im Fährbetrieb deaktiviert. Die Federeinheit 23 kann vorteilhafterweise zur Federung der Gehäuseeinheit 2 um die zweite Rotationsachse 22 ausgebildet sein, wodurch der rotatorische Freiheitsgrad der Steuerungseinheiten 10 um die zweite Rotationsachse 22, wie in Figur 2 gezeigt, einen Mehrfachnutzen erhalten kann. Die zweite Rotationsachse 22 ist beim Überführen der Antriebsvorrichtung 3 zwischen dem Fahrzustand I und dem Flugzustand II insbesondere starr zur Gehäuseeinheit 2 ausgestaltet.

Nach dem Aufsetzen der Gehäuseeinheit 2 auf dem Untergrund 200 können die Steuerungseinheiten 10 beim Überführen der Antriebsvorrichtung 3 zwischen dem Fahrzustand I und dem Flugzustand II um die erste Rotationsachse 21 rotiert werden. Wie in Figur 3 gezeigt, ist die erste Rotationsachse 21 dabei insbesondere beim Überführen der Antriebsvorrichtung 3 zwischen dem Fahrzustand I und dem Flugzustand II um die zweite Rotationsachse 22 rotierbar. Dadurch weist die Antriebsvorrichtung 3 mit den Verstellmechanismen 20 eine Kinematik auf, durch welche die erste Rotationsachse 21 , insbesondere von einer Orientierung senkrecht zum Untergrund 200, um 90 Grad, insbesondere in eine Orientierung parallel zum Untergrund 200, verschwenkt werden kann.

Zum aktiven Beeinflussen der Bewegung des Beförderungsmittels 1 im Flugbetrieb weisen die Steuerungseinheiten 10 jeweils ein Steuerungselement 12 auf. Dabei weisen die Steuerungseinheiten 10 jeweils einen zumindest teilweise kreisförmigen Flugsteuerungsabschnitt 15 auf, der eine zentrale Öffnung 15.1 aufweist. Weiterhin ist das Steuerungselement 12 in den Flugsteuerungsabschnitt 15 integriert, vorzugsweise zumindest teilweise umlaufend an dem Flugsteuerungsabschnitt 15 angeordnet. Die Steuerungselemente 12 sind rotorlos ausgebildet und umfassen jeweils eine Düse 12.1 , durch welche ein Steuerungsdruck 210 zur Beeinflussung der Bewegung des Beförderungsmittels 1 erzeugbar ist. Durch die Öffnungen 15.1 können beim Erzeugen des Steuerungsdrucks 210 und/oder beim Bewegen des Beförderungsmittels 1 im Flugbetrieb die aerodynamischen Eigenschaften der Steuerungseinheiten 10 verbessert werden.

Wie in Figur 4 gezeigt, können die Steuerungseinheiten 10 durch die Rotation der ersten Rotationsachse 21 um die zweite Rotationsachse 22 um 90 Grad im Flugzustand II in eine Schwebeposition 211 gebracht werden, in welcher der Steuerungsdruck 210 der Düse 12.1 zum Untergrund 200 orientiert ist. Dadurch ist ein Staudruck zwischen den Steuerungseinheiten 10 und dem Untergrund 200 zum Schweben des Beförderungsmittels 1 über dem Untergrund 200 erzeugbar. Ferner können die Steuerungseinheiten 10, wie in Figur 5 gezeigt, im Flugzustand II in eine Schräglage zum Untergrund 200 gebracht werden, um einen Vortrieb des Beförderungsmittels 1 zu unterstützen und/oder beim Vortrieb die Höhenkontrolle zu ermöglichen.

Wie in Figur 6 gezeigt, ist die Antriebsvorrichtung 3 ferner in einen Schwimmzustand III für eine Bewegung des Beförderungsmittels 1 in einem Schwimmbetrieb des Beförderungsmittels 1 bringbar. Dabei können die Steuerungseinheiten 10, z. B. im Flugbetrieb, weiter um die zweite Rotationsachse 22 rotiert werden, bis die Schutzelemente 13 der Steuerungseinheiten 10 im Schwimmzustand III Tragflächen 14 bilden, die zum Schwimmbetrieb unter eine Wasseroberfläche 201 in Wasser eintauchbar sind. Dadurch kann eine stabile, hydrodynamische Lage des Beförderungsmittels 1 im Wasser erzielt werden, um einen Vortrieb des Beförderungsmittels 1 im Wasser zu erreichen.

Figur 7 zeigt einen schematischen Aufbau der Antriebsvorrichtung 3 in der Gehäuseeinheit 2. Dabei umfasst die Antriebsvorrichtung 3 einen Primärantrieb 30, durch welchen im Flugbetrieb eine Schubkraft zum Vortrieb des Beförderungsmittels 1 erzeugbar ist. Dazu weist der Primärantrieb 30 eine Strömungsmaschine 30.1 zum Erzeugen der Schubkraft durch einen Fluidstrom 220 auf. Die Strömungsmaschine 30.1 ist ferner mit den Steuerungseinheiten 10 durch Verbindungskanäle 31 verbunden, durch die zu jeder Steuerungseinheit 10 ein Teilstrom 221 des Fluidstroms 220 zum Erzeugen des Steuerungsdrucks 210 der jeweiligen Düse 12.1 leitbar ist. Dadurch ist für die Steuerungseinheiten 10 kein separater Einzelantrieb erforderlich. Um eine verbesserte Fahrdynamik zu erreichen, umfasst die Antriebsvorrichtung 3 zusätzlich zur Strömungsmaschine 30.1 vorzugsweise zumindest einen Motor (hier nicht dargestellt) zum Antreiben der Räder 11 im Fährbetrieb.

In den Figuren 8 bis 11 sind unterschiedliche Ausführungsformen des Steuerungselementes 12 mit der Düse 12.1 gezeigt. Dabei bildet der Flugsteuerungsabschnitt 15 einen Strömungskanal aus, in welchem der jeweilige Teilstrom 221 aus dem angeschlossenen Verbindungskanal 31 zur Düse 12.1 geleitet werden kann. Dazu kann der Flugsteuerungsabschnitt 15 zumindest abschnittsweise hohl ausgeführt sein. In Figur 8 ist eine vollständig umlaufende Düse 12.1 gezeigt, die in Figur 9 im Querschnitt des Flugsteuerungsabschnitts 15 dargestellt ist. Durch die umlaufende Form kann der Staudruck, insbesondere im Schwebezustand, vorteilhaft aufgebaut werden. Im Querschnitt weist die Düse 12.1 einen Düsenkanal 12.2 auf, der insbesondere durch eine Wandung des Flugsteuerungsabschnitts 15 gebildet ist. Durch den Düsenkanal 12.2 kann der Steuerungsdruck 210 in eine Richtung orientiert werden. In Figur 10 ist eine teilkreisförmige Düse 12.1 dargestellt, die beispielsweise als Schlitz ausgestaltet sein kann. Figur 11 zeigt eine kreis- und/oder punktförmige Düse 12.1. Durch die Ausbildung der Düsen 12.1 in den Figuren 10 und 11 kann der durch den Teilstrom 221 aufbaubare Steuerungsdruck 210 konzentriert und lokal vergrößert sein.

Durch die Verstellmechanismen 20 und die dadurch resultierende Rotierbarkeit der Steuerungseinheiten 10 können die Steuerungseinheiten 10 zwischen dem Fahrzustand I und dem Flugzustand II bewegt werden, um eine jeweils günstige Lage der Steuerungseinheiten 10 zu erreichen. Im Fahrzustand I kann dadurch eine kompakte Straßentauglichkeit erreicht werden. Im Flugzustand II und im Schwimmzustand III kann durch die Steuerungseinheiten 10 ferner beispielsweise eine strömungs- und/oder druckabhängige Position eingenommen werden. Dies ermöglicht eine Integration von Funktionalitäten in die Steuerungseinheiten 10 für die Bewegung des Beförderungsmittels 1 sowohl im Fährbetrieb als auch im Flug- und Schwimmbetrieb, wodurch der bauraumbezogene Einfluss der Antriebsvorrichtung 3 auf andere Komponenten des Beförderungsmittels 1 und/oder die Komplexität der Antriebsvorrichtung 3 reduziert werden können. Dabei kann Multimodalität zur Bewegung des Beförderungsmittels 1 in der Luft, auf der Straße und im Wasser erreicht werden.

Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Bezuq szei chen l i ste

1 Beförderungsmittel

2 Gehäuseeinheit

2.1 Lastraum

3 Antriebsvorrichtung

10 Steuerungseinheiten

11 Rad

11.1 Radachse

12 Steuerungselement

12.1 Düse

12.2 Düsenkanal

13 Schutzelement

14 Tragfläche

15 Flugsteuerungsabschnitt

15.1 Öffnung

20 Verstellmechanismus

21 erste Rotationsachse

22 zweite Rotationsachse

23 Federeinheit

30 Primärantrieb

30.1 Strömungsmaschine

31 Verbindungskanäle

33 Kontrolleinheit

33.1 Koordinationsmodul

40 Beleuchtung

41 Stützelement

200 Untergrund 201 Wasseroberfläche

202 Abstand von 1 zu 200

210 Steuerungsdruck 211 Schwebeposition

220 Fluidstrom

221 Teilstrom

I Fahrzustand II Flugzustand

III Schwimmzustand