DE102019131673A1

DE102019131673A1 - Beförderungsmittel für einen Flugbetrieb sowie Verfahren zum Befördern einer Last

Info

Publication number: DE102019131673A1
Application number: DE102019131673.1A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2021-05-27
Also published as: EP4061708A1; WO2021099596A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Beförderungsmittel (1) zum Befördern einer Last, insbesondere in Form einer Person und/oder einer Fracht, aufweisend eine Gehäuseeinheit (10), durch welche ein Lastraum (11) zur Unterbringung der Last ausgebildet ist, und eine Antriebsvorrichtung (20) zum Bewegen des Beförderungsmittels (1) mit zumindest einer ersten Rotoreinheit (21), die für einen Flugbetrieb (110) des Beförderungsmittels (1) antreibbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren (100) zum Befördern einer Last.

Description

Die Erfindung betrifft ein Beförderungsmittel zum Befördern einer Last, insbesondere in Form einer Person und/oder einer Fracht, 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 entweder 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.
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 den Platzbedarf eines Beförderungsmittels außerhalb eines Flugbetriebes zu reduzieren und/oder einen Einsatzbereich des Beförderungsmittels zu vergrößern. Vorzugsweise soll eine Beförderung einer Last zwischen Städten verbessert werden.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Beförderungsmittel mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 21. 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 weist eine Gehäuseeinheit auf, durch welche ein Lastraum zur Unterbringung der Last ausgebildet ist. Weiterhin umfasst das Beförderungsmittel eine Antriebsvorrichtung zum Bewegen des Beförderungsmittels mit zumindest einer ersten Rotoreinheit, die für einen Flugbetrieb des Beförderungsmittels antreibbar ist, auf. Die erste Rotoreinheit umfasst mehrere Rotorelemente, die zum Erzeugen eines Schubs zum Bewegen des Beförderungsmittels um eine erste Rotorachse rotierbar sind. Ferner ist vorgesehen, dass die Gehäuseeinheit eine Aufnahmestruktur zur zumindest teilweisen Aufnahme der Rotorelemente aufweist. Die Rotorelemente sind dabei von einer Betriebsposition, in welcher sich die Rotorelemente außerhalb der Aufnahmestruktur befinden und zum Erzeugen des Schubs um die erste Rotorachse rotierbar sind, in eine Ruheposition, in welcher die Rotorelemente zumindest teilweise in der Aufnahmestruktur aufgenommen sind, bewegbar.
Vorzugsweise kann das Beförderungsmittel auch als Fluggerät oder Flugtaxi bezeichnet werden. Weiterhin ist es denkbar, dass mehrere Personen durch das Beförderungsmittel befördert werden können.
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 vorzugsweise einen Motor umfassen, durch den die erste Rotoreinheit antreibbar ist. Dabei kann die Antriebsvorrichtung zumindest teilweise durch einen Benutzer steuerbar sein und/oder zum zumindest teilweise oder vollständig automatisierten Betrieb des Beförderungsmittels ausgebildet sein.
Bei den Rotorelementen der ersten Rotoreinheit kann es sich beispielsweise um Rotorblätter handeln. Die erste Rotoreinheit kann somit propellerartig und/oder cyclorotorartig ausgestaltet sein. Insbesondere kann die erste Rotoreinheit drei oder mehr Rotorelemente aufweisen, um den Schub zu erzeugen. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, dass die erste Rotoreinheit lediglich zwei Rotorelemente zum Erzeugen des Schubs aufweist. Zum Erzeugen des Schubs, durch den das Beförderungsmittel bewegt werden kann, kann dabei ein Teilschub durch die erste Rotoreinheit erzeugbar sein, wobei vorzugsweise weitere Rotoreinheiten vorgesehen sein können, um den gesamten Schub zum Bewegen des Beförderungsmittels zu erzeugen. Dabei kann vorzugsweise durch den Teilschub und/oder den gesamten Schub eine Bewegungsrichtung des Beförderungsmittels vorgebbar sein. Die Rotorelemente können vorzugsweise jeweils eine Länge von 500 mm bis 1500 mm, vorzugsweise von 1000 mm, und/oder eine Breite von 150 mm bis 500 mm, vorzugsweise von 350 mm aufweisen. Weiterhin ist es denkbar, dass jeweils zwei Rotorelemente starr miteinander verbunden sind, um ein Rotorpaar zu bilden. Weiterhin können die Rotorelemente der ersten Rotoreinheit über ein Stabilisierungselement miteinander verbunden sein. Vorzugsweise ist jedes der Rotorelemente der Rotoreinheit dabei drehbar an dem Stabilisierungselement gelagert. Für eine Lenkung des Beförderungsmittels kann die erste Rotoreinheit verschwenkbar an der Gehäuseeinheit gelagert sein. Weiterhin ist es denkbar, dass das Beförderungsmittel Ruderelemente umfasst, durch welche eine Lenkung durch Beeinflussung einer Luftströmung beeinflussbar ist.
Die Aufnahmestruktur ist insbesondere in die Gehäuseeinheit integriert. Dabei ist die Aufnahmestruktur zur zumindest teilweisen, vorzugsweise zur vollständigen, Aufnahme der Rotorelemente ausgebildet. Unter der Aufnahme der Rotorelemente in der Aufnahmestruktur kann verstanden werden, dass die Rotorelemente zumindest teilweise in der Gehäuseeinheit verborgen werden, so dass eine Erstreckung des Beförderungsmittels im Bereich der Rotorelemente reduziert wird. Vorzugsweise kann durch Aufnahme der Rotorelemente in der Aufnahmestruktur eine Quererstreckung, senkrecht zu einer Bewegungsrichtung des Beförderungsmittels, des Beförderungsmittels reduzierbar sein. Dazu können die Rotorelemente beispielsweise teleskopierbar und/oder in die Aufnahmestruktur einschiebbar sein. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Rotorelemente in der Betriebsposition manuell in die Ruheposition verstellt werden können. Insbesondere ist in der Betriebsposition eine Rotation der Rotorelemente zum Erzeugen des Schubs möglich und in der Ruheposition unmöglich. Es kann vorgesehen sein, dass sich die Rotorelemente zur rotatorischen Lagerung in der Betriebsposition zumindest teilweise in die Gehäuseeinheit erstrecken. In diesem Fall kann beim Bewegen der Rotorelemente in die Ruheposition beispielsweise ein Hineinbewegen der Rotorelemente weiter in die Aufnahmestruktur erfolgen. Vorzugsweise kann ein Flugbetrieb des Beförderungsmittels nur in der Betriebsposition der Rotorelemente ermöglicht sein. Vorzugsweise sind die Rotorelemente in der Ruheposition fixiert, so dass eine Rotation der Rotorelemente um die erste Rotorachse elektronisch und/oder mechanisch verhindert ist.
Somit ist durch die Bewegbarkeit der Rotorelemente und die Aufnahmestruktur eine Möglichkeit geschaffen den Platzbedarf des Beförderungsmittels zu reduzieren, damit dieses, insbesondere am Boden, bei geringem Platzbedarf geparkt werden kann oder weiter bewegt werden kann. Weiterhin werden die Rotorelemente in der Aufnahmestruktur geschont, indem diese beispielsweise durch die Aufnahmestruktur geschützt angeordnet sein können. Wird das Beförderungsmittel beispielsweise am Boden außerhalb des Flugbetriebs bewegt, ist die Gefahr einer Beschädigung der Rotorelemente durch die Aufnahmestruktur reduziert. Somit eignet sich das Beförderungsmittel besonders für einen Individualverkehr, bei welchem viele Beförderungsmittel auf engem Raum benötigt werden, um eine Vielzahl an Personen mit individuellen Beförderungsmitteln an individuelle Ziele zu befördern. Auch im Frachtverkehr bietet das Beförderungsmittel entsprechend diese Vorteile.
Es ist ferner bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel denkbar, dass die Antriebsvorrichtung eine Radanordnung mit mehreren, d.h. insbesondere zwei oder mehr, Rädern aufweist, die für einen Fahrbetrieb des Beförderungsmittels antreibbar ist, insbesondere wobei zumindest eine Radachse eines der Räder koaxial und/oder parallel zur ersten Rotorachse ausrichtbar ist. Vorzugsweise kann die Radanordnung zwei oder mehr Räder umfassen. Besonders bevorzugt umfasst die Radanordnung vier Räder, insbesondere wodurch der Fahrbetrieb des Beförderungsmittels dem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges gleichen kann. Durch die koaxiale Anordnung der Räder und der Rotorelemente kann eine Gehäusestruktur der Gehäuseeinheit vereinfacht werden, indem der Schub im Fahrbetrieb und im Flugbetrieb über die gleichen Lasteinleitungsbereiche an die übrige Struktur des Beförderungsmittels übertragen wird. Die Räder können vorzugsweise Niederquerschnittsreifen umfassen, um einen geringen Bauraum zu ermöglichen. Insbesondere können die Räder einen Durchmesser von 1000 bis 2000 mm, vorzugsweise von 1500 bis 1800 mm, besonders bevorzugt von 1600 mm aufweisen. Die erste Rotoreinheit kann insbesondere einen Durchmesser von 800 bis 1800 mm, vorzugweise von 1000 bis 1500 mm, besonders bevorzugt von 1300 mm, bezogen auf die erste Rotorachse aufweisen. Durch die parallele Ausrichtung der Radachse und der ersten Rotorachse kann die Antriebsvorrichtung beispielsweise eine Dämpfung der Räder umfassen. Die Dämpfung kann sich auch positiv bei einer Landung des Beförderungsmittels zum Umschalten vom Flugbetrieb auf den Fahrbetrieb auswirken. Dazu kann die Radachse bezogen auf einen Untergrund im Fahrbetrieb vorzugsweise unterhalb der ersten Rotorachse angeordnet sein. Die Radachse und die erste Rotorachse können permanent koaxial und/oder parallel zueinander ausgerichtet sein oder über eine Steuerung koaxial und/oder parallel ausrichtbar sein. Durch den Fahrbetrieb über die Radanordnung kann das Beförderungsmittel in Abhängigkeit von einer Umgebung des Beförderungsmittels in zwei unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden. Beispielsweise ist es denkbar, dass große Strecken zwischen zwei Städten im Flugbetrieb zurückgelegt werden, während innerstädtische Wege, insbesondere zur Schonung der Anwohner, im Fahrbetrieb zurückgelegt werden.
Es ist ferner bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel denkbar, dass die Räder der Radanordnung von der ersten Rotoreinheit mechanisch entkoppelt oder entkoppelbar sind, insbesondere wodurch eine Verschwenkung der ersten Rotoreinheit und/oder eine Rotation der Rotorelemente um die erste Rotorachse unabhängig von den Rädern ermöglicht ist. Die Verschwenkung ist auch umgekehrt denkbar, insbesondere so dass die Räder unabhängig von der ersten Rotoreinheit und/oder der Rotation der Rotorelemente verschwenkt werden können. Zur mechanischen Entkopplung können die Räder der Radanordnung beispielsweise eine separate Antriebseinheit aufweisen, die unabhängig oder im Wesentlichen unabhängig von einer Antriebseinheit der ersten Rotoreinheit ausgebildet ist. Insbesondere kann zumindest eines der Räder relativ zur ersten Rotoreinheit frei gelagert sein, um die Entkopplung zu bewirken. Dazu kann die erste Rotoreinheit beispielsweise von einem Wälzlager umgeben sein, welches das Rad führt. Dadurch kann die erste Rotoreinheit gleichzeitig als Achszapfen für eines der Räder dienen. Zum Antrieb der Räder kann vorzugsweise ein Magnetfeldantrieb vorgesehen sein. Durch einen Magnetfeldantrieb kann beispielsweise ein Betrieb der Räder mechanisch unabhängig von der ersten Rotoreinheit ermöglicht sein. Somit ist es nicht notwendig, dass das Beförderungsmittel beim Starten fahrend eine Strecke zurücklegt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Räder der Radanordnung von der ersten Rotoreinheit in der Betriebsposition und/oder in der Ruheposition der ersten Rotoreinheit mechanisch entkoppelt sind.
Weiterhin ist es bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel denkbar, dass der Fahrbetrieb mechanisch und/oder elektronisch verhindert ist, wenn sich die Rotorelemente in der Betriebsposition befinden. Dadurch kann sichergestellt sein, dass das Beförderungsmittel nicht rollt, wenn die Rotorelemente sich in der Betriebsposition befinden und somit ausgefahren sind. Gleichzeitig kann dadurch verhindert werden, dass ein Benutzer des Beförderungsmittels vergisst die Rotorelemente in die Ruheposition zu verstellen, wenn er das Beförderungsmittel im Fahrbetrieb nutzen möchte. Dadurch kann die Sicherheit des Beförderungsmittels insgesamt verbessert werden und sichergestellt werden, dass das Beförderungsmittel beispielsweise nur in einer schmalen Ausführung im Fahrbetrieb betrieben wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Rotorelemente sich im Fahrbetrieb in der Betriebsposition befinden und derart ausrichtbar sind, dass eine Bodenhaftung des Beförderungsmittels beeinflussbar ist. Insbesondere können die Rotorelemente im Fahrbetrieb somit als aerodynamisches Bauteil wirken.
Es ist ferner bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel denkbar, dass die Antriebsvorrichtung zum Antreiben der ersten Rotoreinheit und/oder der Radanordnung eine, vorzugsweise elektrische, Antriebseinheit aufweist, insbesondere wobei die Antriebsvorrichtung ein Brennstoffzellensystem zum Betreiben der Antriebseinheit aufweist. Bei der Antriebseinheit kann es sich vorzugsweise um einen Elektromotor handeln. Insbesondere kann die Antriebseinheit mehrere Elektromotoren aufweisen, um die Radanordnung und/oder die erste Rotoreinheit anzutreiben. Beispielsweise kann für jedes Rad der Radanordnung ein eigener Motor vorgesehen sein. Durch das Brennstoffzellensystem kann eine hohe speicherbare und/oder abrufbare Energiedichte bereitgestellt werden, durch welche eine Reichweite des Beförderungsmittels erhöht sein kann. Insbesondere kann durch das Brennstoffzellensystem ein Langstreckenbetrieb des Beförderungsmittels ermöglicht sein. Durch das Brennstoffzellensystem kann insbesondere elektrische Energie zum Betreiben der Antriebseinheit zur Verfügung gestellt werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Beförderungsmittel eine Batterieanordnung aufweisen. Weiterhin ist es zusätzlich oder alternativ denkbar, dass das Beförderungsmittel einen Verbrennungsmotor aufweist, um die erste Rotoreinheit und/oder die Antriebsvorrichtung zu betreiben.
Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Antriebsvorrichtung zumindest eine weitere Rotoreinheit mit mehreren Rotorelementen aufweist, die zum Erzeugen des Schubs zum Bewegen des Beförderungsmittels um eine weitere Rotorachse rotierbar sind. Vorzugsweise kann jedem Rad der Radanordnung eine Rotoreinheit zugeordnet sein. Die weitere Rotorachse kann vorzugsweise koaxial oder parallel zu der ersten Rotorachse angeordnet sein. Der Schub kann insbesondere durch die erste Rotoreinheit und die weiteren Rotoreinheiten gemeinsam erzeugbar sein. Dadurch kann zum Beispiel je nach Ansteuerung der Rotoreinheiten eine Schubrichtung des Beförderungsmittels veränderbar sein. Darüber hinaus kann durch die weitere und/oder mehrere Rotoreinheiten der Flugbetrieb des Beförderungsmittels stabilisierbar sein. Somit kann zum Beispiel durch eine symmetrische Anordnung von mehreren Rotoreinheiten am Beförderungsmittel ein stabiler Flugbetrieb ermöglicht sein. Ferner kann die weitere Rotoreinheit eine Sicherheit des Beförderungsmittels bei Ausfall der ersten Rotoreinheit verbessern. Weiterhin kann die weitere Rotoreinheit für eine Aufteilung des Schubs auf die Rotoreinheiten genutzt werden, so dass jede Rotoreinheit kleiner und/oder mit einer geringeren Leistung ausgeführt sein kann.
Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel vorgesehen sein, dass die Aufnahmestruktur für jedes der Rotorelemente der ersten Rotoreinheit jeweils eine Kavität aufweist, insbesondere wobei zumindest eine der Kavitäten zur Aufnahme eines Rotorelementes der weiteren Rotoreinheit ausgebildet ist. Vorzugsweise kann eine der Kavitäten oder können alle Kavitäten zwei gegenüberliegende Rotorelemente aufnehmen. Beispielsweise können die Rotorelemente auf Stoß aneinander in der Kavität angeordnet werden oder zumindest teilweise überlappend. Somit kann auch bei mehreren Rotoreinheiten eine geringe Anzahl an Kavitäten ausreichen, um die Rotorelemente aufzunehmen. Werden zwei Rotorelemente überlappend in einer Kavität angeordnet kann ferner eine Breite der Kavität reduziert sein. Vorzugsweise kann die Form der Kavitäten zu einer Form der Rotorelemente korrespondieren. Es ist denkbar, dass durch die Aufnahmestruktur ein Führungsmittel zur Führung der Rotorelemente beim Bewegen zwischen der Betriebsposition und der Ruheposition gebildet ist. Insbesondere kann durch die Kavität eine formschlüssige Aufnahme der Rotorelemente ermöglicht sein, wodurch eine Sicherung der Rotorelemente, beispielsweise im Fahrbetrieb des Beförderungsmittels, sichergestellt sein kann.
Es ist ferner bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel denkbar, dass die Gehäuseeinheit eine erste und eine zweite Gehäuseseite aufweist, wobei sich die Aufnahmestruktur zur Versteifung der Gehäuseeinheit zwischen der ersten und der zweiten Gehäuseseite erstreckt. Die Aufnahmestruktur kann insbesondere Teil der Tragstruktur der Gehäuseeinheit sein. Beispielsweise kann die Aufnahmestruktur eine oder mehrere Querstreben des Beförderungsmittels umfassen, die sich von der ersten zur zweiten Gehäuseseite erstrecken. Dadurch kann eine Stabilisierung des Beförderungsmittels im Fahr- und/oder Flugbetrieb durch die Aufnahmestruktur ermöglicht sein. Gleichzeitig kann innerhalb der Aufnahmestruktur eine Kavität vorgesehen sein, in welcher die Rotorelemente aufgenommen werden können. Somit ergibt sich ein Doppelnutzen der Aufnahmestruktur, welcher die Stabilisierung des Beförderungsmittels beinhaltet. Weiterhin ist es denkbar, dass sich die Aufnahmestruktur zumindest teilweise in den Lastraum und/oder durch den Lastraum erstreckt. Dadurch kann die Aufnahmestruktur insbesondere einen Teil einer Sitzgelegenheit bilden. Beispielsweise kann eine Fläche zur Bildung einer Kavität zur Aufnahme der Rotorelemente dazu genutzt werden eine Sitzfläche auszubilden. Ferner ist es denkbar, dass die Aufnahmestruktur dazu ausgebildet ist zumindest eine Flugeigenschaft des Beförderungsmittels zu beeinflussen. Dazu kann die Aufnahmestruktur eine Strömungsfläche ausbilden, durch welche eine Luftströmung im Flugbetrieb des Beförderungsmittels leitbar ist. Dazu können die Rotorelemente zumindest zeitweise oder dauerhaft derart ausrichtbar sein, dass die Rotorelemente einen Auftrieb des Beförderungsmittels bewirken. Beispielsweise können die Rotorelemente canardflügel-artig positionierbar sein. Insbesondere ist es denkbar, dass die Aufnahmestruktur beweglich ausgebildet ist, um eine Flug- und/oder Fahreigenschaft des Beförderungsmittels zu verändern. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Aufnahmestruktur zumindest teilweise ein Ruder für den Flugbetrieb des Beförderungsmittels bildet.
Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die erste Rotoreinheit dazu ausgebildet ist, eine Richtung des Schubes durch eine Ausrichtung der Rotorelemente zu variieren, insbesondere wodurch ein Senkrechtstart des Beförderungsmittels ermöglicht ist. Unter einem Senkrechtstart des Beförderungsmittels kann zum Beispiel ein Starten senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu einem Untergrund des Beförderungsmittels verstanden werden. Insbesondere kann durch den Senkrechtstart ein Anrollen des Beförderungsmittels zum Starten in den Flugbetrieb nicht notwendig sein. Durch die Variation in der Verstellung der Rotorelemente kann die Richtung des Schubes beeinflussbar sein. So ist es denkbar, dass über eine Ausrichtung der Rotorelemente nach einem Senkrechtstart ein Flugbetrieb des Beförderungsmittels parallel zu einem Untergrund, d.h. insbesondere parallel oder im Wesentlichen parallel zum Boden, ermöglicht wird, indem die erste Rotoreinheit die Ausrichtung der Rotorelemente verändert. Durch den Senkrechtstart ist es nicht notwendig eine Start- und/oder Landebahn vorzusehen, um vom Fahrbetrieb in den Flugbetrieb und/oder umgekehrt überzugehen.
Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass jedes der Rotorelemente eine Sekundärachse aufweist, um welche das jeweilige Rotorelement rotierbar ist, um einen Anstellwinkel der Rotorelemente zu einer Fluidströmung in Abhängigkeit von einem Rotationswinkel der Rotorelemente um die erste Rotorachse zu verändern. Über die Sekundärachse ist insbesondere die Ausrichtung der Rotorelemente variierbar. Die Ausrichtung kann dabei durch den Anstellwinkel der Rotorelemente zur Fluidströmung, insbesondere Luftströmung, vorgegeben sein. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Rotorposition für einen Langstreckenflug variiert wird, um bei geringer Beschleunigung eine Reisegeschwindigkeit konstant zu halten und Energie einzusparen. Dadurch kann sich die Reichweite des Beförderungsmittels verlängern. Die Rotation um die Sekundärachse kann dabei während des Flugbetriebs konstant bleiben oder sich innerhalb einer Umdrehung um die Rotationsachse verändern. Es kann vorgesehen sein, dass jeweils ein Rotorelement zwei Rotorflügel aufweist, die parallel zueinander angeordnet und fest miteinander verbunden sind, so dass die beiden Rotorflügel ein Flügelpaar bilden. Das Flügelpaar kann symmetrisch um eine einzelne Sekundärachse gelagert sein. Weiterhin ist es denkbar, dass die Rotorelemente von zumindest einer, vorzugsweise von zwei vorderen, Rotoreinheiten statisch ausrichtbar sind, um eine Luftströmung zu beeinflussen. Dabei können weitere Rotoreinheiten den Schub erzeugen.
Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel vorgesehen sein, durch die Rotorelemente bei einer, insbesondere vollen, Umdrehung, d.h. insbesondere um 360°, um die erste Rotorachse eine halbe Sekundärumdrehung, d.h. insbesondere eine Rotation um 180°, um die Sekundärachse durchführbar ist, und/oder dass die Rotorelemente der ersten Rotoreinheit, insbesondere während der Umdrehung um die erste Rotorachse, um die Sekundärachsen derart rotierbar sind, dass eine resultierende Schubkraft der ersten Rotoreinheit exzentrisch zur ersten Rotorachse erzeugbar ist. Beispielsweise ist es denkbar, dass jedes der Rotorelemente bei einer Umdrehung um die erste Rotorachse eine halbe Umdrehung um die jeweilige Sekundärachse dreht. Je nach Startpunkt der Umdrehung der Rotorelemente um die Sekundärachsen kann somit die Richtung des Schubs verändert werden, indem die resultierende Schubkraft um die erste Rotationsachse rotiert wird. Somit kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Rotorelemente eine Drehung um 180° um die Sekundärachse durchführen, während die Rotorelemente eine Drehung um 360° um die erste Rotorachse durchführen. Insbesondere kann die erste Rotoreinheit daher dazu ausgebildet sein, dass eine volle Rotation eines der Rotorelemente um die Sekundärachse bei zwei vollen Rotationen eines der Rotorelemente um die erste Rotorachse erfolgt.
Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass es sich bei der ersten Rotoreinheit um einen Cyclorotor handelt. Beispielsweise kann es sich bei dem Cyclorotor um einen sogenannten Voith-Schneider-Rotor und/oder ein Kirsten-Boeing-Propeller handeln. Dadurch kann ohne Änderung der Drehzahl der Schub in Größe und Richtung durch Ansteuerung der Rotorelemente um die jeweilige Sekundärachse eingestellt werden. Dadurch ergibt sich eine hohe Manövrierfähigkeit des Beförderungsmittels, so dass dieses zum Beispiel auch in dicht besiedeltem Raum einsetzbar ist. Gleichzeitig kann sich das Beförderungsmittel dadurch vorteilhaft für eine Nutzung im Individualverkehr eignen.
Weiterhin ist es bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel denkbar, dass die erste Rotoreinheit eine Getriebeeinheit zur Synchronisierung einer Rotation der Rotorelemente um die Sekundärachsen und/oder die erste Rotoreinheit einen Sekundärantrieb zum Rotieren der Rotorelemente um die Sekundärachsen aufweist. Durch die Getriebeeinheit kann eine automatische mechanische Kopplung der Rotorelemente der ersten Rotoreinheit und/oder innerhalb jeder Rotoreinheit ermöglicht sein. Dadurch kann sichergestellt sein, dass die Rotorelemente zuverlässig die jeweils gewünschte Rotation um die Sekundärachsen ausführen, ohne dass eines der Rotorelemente den Schub aufgrund mangelnder Synchronisierung negativ beeinflusst. Durch den Sekundärantrieb können die Rotorelemente beispielsweise über eine elektronische Steuerung einzeln und/oder gemeinsam ansteuerbar sein, um eine Synchronisierung auszuführen oder beispielsweise einzeln einer Synchronisierung entgegenzuwirken, um beispielsweise ein spezielles Flugmanöver durchzuführen oder einen Betriebsparameter auszugleichen. Ferner kann dadurch die Einstellung des Schubes vorteilhaft ermöglicht sein. Insbesondere kann es sich bei der Getriebeeinheit um ein Planetengetriebe handeln, vorzugsweise so dass die Getriebeeinheit über ein Sonnenrad und/oder ein Hohlrad zentral angetrieben werden kann, um die Rotation der Rotorelemente zu synchronisieren. Vorzugsweise kann eine Rotationsachse des Hohlrades und/oder des Sonnenrades der Getriebeeinheit koaxial zur ersten Rotationsachse der ersten Rotoreinheit angeordnet sein. Insbesondere kann jede Rotoreinheit des Beförderungsmittels eine Getriebeeinheit zur Synchronisierung einer Rotation der jeweiligen Rotorelemente um die Sekundärachsen aufweisen.
Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass ein Achsabstand der Sekundärachsen zur ersten Rotationsachse variierbar ist. Beispielsweise können die Sekundärachsen mit Planetenrädern verbunden sein, wobei der Achsabstand über Zwischenplaneten veränderbar sein kann. Die Zwischenplaneten können über einen Umfang eines Sonnenrades verstellbar sein und dadurch zwischen die Rotorelemente und das Sonnenrad stellbar sein. Dabei kann das Planetengetriebe hohlradlos ausgeführt sein. Vorzugsweise kann sich ein maximal einstellbarer Achsabstand aus dem Radius von Planeten ergeben, die mit den Rotorelementen gekoppelt oder verbunden sind, dem Durchmesser der Zwischenplaneten und dem Radius des Sonnenrades. Es sind jedoch auch mehrere Zwischenplaneten je Rotorelement denkbar, um den Achsabstand noch weiter vergrößern zu können. Dadurch können weitere Flugparameter über Einstellung in der ersten Rotoreinheit und/oder weiterer Rotoreinheiten verändert werden.
Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass ein Verstellantrieb zum Bewegen der Rotorelemente zwischen der Betriebsposition und der Ruheposition vorgesehen ist. Durch den Verstellantrieb können die Rotorelemente vorzugsweise parallel zur ersten Rotorachse bewegbar sein. Beispielsweise kann der Verstellantrieb einen Elektromotor, einen Hydraulikmotor und/oder einen Pneumatikantrieb umfassen, durch den die Rotorelemente von der Betriebsposition in die Ruheposition bringbar sind. Dadurch kann eine automatisierte Bewegung der Rotorelemente vorgesehen sein, so dass ein automatisierter Übergang vom Flugbetrieb in den Fahrbetrieb und/oder umgekehrt ermöglicht sein kann. Insbesondere kann der Verstellantrieb zum Bewegen der Rotorelemente von der Betriebsposition zur Ruheposition und/oder von der Ruheposition zur Betriebsposition ausgebildet sein.
Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel vorgesehen sein, dass ein Verriegelungsmechanismus zum Verriegeln der Rotorelemente in der Betriebsposition und/oder in der Ruheposition vorgesehen ist. Der Verriegelungsmechanismus kann zum Beispiel einen Rastmechanismus umfassen, durch welchen die Rotorelemente in der Betriebsposition und/oder in der Ruheposition verrastet werden können. Darüber hinaus kann der Verriegelungsmechanismus einen Sperrriegel aufweisen, durch den die Rotorelemente in der Betriebsposition und/oder in der Ruheposition gesichert werden können. Durch den Verriegelungsmechanismus kann somit sichergestellt werden, dass die Rotorelemente sich vollständig in der Betriebsposition und/oder in der Ruheposition befinden und somit kann die Sicherheit im Fahrbetrieb und/oder im Flugbetrieb des Beförderungsmittels verbessert sein. Darüber hinaus kann somit durch ein einfaches Sicherungsmittel das Beförderungsmittel zur Bedienung durch ungeschulte oder wenig geschulte Personen geeignet sein.
Weiterhin ist es bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel denkbar, dass die Gehäuseeinheit eine Schwimmstruktur für einen Wasserbetrieb des Beförderungsmittels aufweist. Somit kann das Beförderungsmittel auch als Amphibienfahrzeug ausgestaltet sein. Die Schwimmstruktur kann zum Beispiel einen Schiffsrumpf umfassen, welcher einen Vortrieb des Beförderungsmittels im Wasser verbessert. Im Wasserbetrieb kann vorgesehen sein, dass sich die Rotorelemente in der Betriebsposition befinden, um einen Vortrieb im Wasser zu ermöglichen. Alternativ ist es denkbar, dass die Rotorelemente im Wasserbetrieb sich in der Ruheposition befinden. Beispielsweise kann ein zusätzlicher Wasserantrieb, zum Beispiel in Form einer Schiffsschraube, vorgesehen sein. Vorzugsweise umfasst die Schwimmstruktur der Gehäuseeinheit eine Abdichtung der Antriebsvorrichtung und/oder des Lastraumes.
Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel vorgesehen sein, dass eine Kontrolleinheit zum Ansteuern der Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, insbesondere wobei die Kontrolleinheit ein Rotormodul zum Ansteuern und/oder Synchronisieren einer Rotation der Rotorelemente um die Sekundärachsen aufweist. Die Kontrolleinheit kann vorzugsweise eine Recheneinheit, insbesondere in Form eines Prozessors und/oder eines Mikroprozessors, umfassen. Dadurch kann die Antriebsvorrichtung elektronisch ansteuerbar sein, wodurch Steuersignale eines Benutzers an die Antriebsvorrichtung übertragbar sein können und/oder Fahr- und/oder Flugassistenzsysteme einen Benutzer beim Bedienen des Beförderungsmittels unterstützen können. Insbesondere kann durch die Kontrolleinheit ein autonomer Fahr-, Flug- und/oder Wasserbetrieb des Beförderungsmittels ermöglicht sein. Durch das Rotormodul können beispielsweise ein Sekundärantrieb der Rotorelemente und/oder eine Getriebeeinheit der Rotoreinheiten ansteuerbar sein. Vorzugsweise kann durch das Rotormodul vorgesehen sein, dass jedes der Rotorelemente über zwei Parameter ansteuerbar ist. Insbesondere können die Parameter eine Phase und/oder einen Radius des Rotorelementes in Bezug auf die Rotationsachse der jeweiligen Rotoreinheit umfassen. Die Phase kann insbesondere eine Änderung eines Kraftvektors umfassen.
Es ist ferner bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel denkbar, dass die Kontrolleinheit ein Betriebsmodul zum Umschalten zwischen dem Flugbetrieb und dem Fahrbetrieb und/oder dem Wasserbetrieb des Beförderungsmittels aufweist. Vorzugsweise kann das Betriebsmodul zum Ansteuern des Verstellantriebs ausgebildet sein, wodurch die Rotorelemente der ersten Rotoreinheit automatisch zwischen der Betriebsposition und der Ruheposition verstellbar sind. Durch das Betriebsmodul kann das Beförderungsmittel insbesondere automatisch auf die Gegebenheiten des jeweiligen Betriebsmodus eingestellt werden. Beispielsweise kann durch das Betriebsmodul ein Verstellantrieb ansteuerbar sein, durch welchen die Rotorelemente von einer Betriebsposition beim Übergang in den Fahrbetrieb in eine Ruheposition verstellt werden. Somit kann eine Automatisierung des Beförderungsmittels weiter verbessert sein.
Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Kontrolleinheit ein Richtungsmodul zum Ändern einer Schubrichtung der ersten und/oder weiteren Rotoreinheit durch Ändern einer Rotation der Rotorelemente um die Sekundärachsen aufweist. Durch das Richtungsmodul kann insbesondere das Rotormodul ansteuerbar sein, um die Synchronisierung der Rotorelemente zu verändern. Dadurch kann eine elektronische Dosierung des Schubes in Bezug auf die Richtung und/oder Größe des Schubes 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 einem erfindungsgemäßen Beförderungsmittel, vorgesehen. Das Beförderungsmittel weist das eine Gehäuseeinheit, durch welche ein Lastraum zur Unterbringung der Last ausgebildet ist, und eine Antriebsvorrichtung zum Bewegen des Beförderungsmittels auf. Die Antriebsvorrichtung umfasst zumindest eine erste Rotoreinheit, die für einen Flugbetrieb des Beförderungsmittels, insbesondere durch eine Antriebseinheit der Antriebsvorrichtung, antreibbar ist. Das Verfahren umfasst ferner die folgenden Schritte:

- Betreiben des Beförderungsmittels in einem Flugbetrieb, wobei ein Schub durch Rotieren mehrerer Rotorelemente der ersten Rotoreinheit um eine erste Rotorachse erzeugt wird,
- Bewegen der Rotorelemente von einer Betriebsposition, in welcher sich die Rotorelemente außerhalb einer Aufnahmestruktur der Gehäuseeinheit befinden und zum Erzeugen des Schubs um die erste Rotorachse rotierbar sind, in eine Ruheposition, in welcher die Rotorelemente zumindest teilweise in der Aufnahmestruktur aufgenommen sind.

Somit bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Beförderungsmittel beschrieben worden sind. Das Bewegen der Rotorelemente von der Betriebsposition in die Ruheposition kann manuell und/oder automatisch erfolgen. Dazu kann ein Verriegelungsmechanismus gelöst werden, um das Bewegen der Rotorelemente zu ermöglichen. Insbesondere kann das Beförderungsmittel vor dem Bewegen der Rotorelemente von der Betriebsposition in die Ruheposition angehalten, d.h. insbesondere auf einem Untergrund gelandet und/oder abgebremst, werden.
Weiterhin ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren denkbar, dass das Verfahren folgenden Schritt umfasst:

- Betreiben des Beförderungsmittels in einem Fahrbetrieb, wobei mehrere Räder einer Radanordnung der Antriebsvorrichtung angetrieben werden.

Dadurch können zum Beispiel größere Strecken im Flugbetrieb überwunden werden, während kleinere Strecken im Fahrbetrieb zurückgelegt werden. Insbesondere kann während des Betriebs des Beförderungsmittels vom Flugbetrieb in den Fahrbetrieb und/oder umgekehrt umgeschaltet werden, um eine Anpassung des Betriebsmodus an die jeweilige Umgebung und/oder Situation vorzunehmen.
Weiterhin ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren denkbar, dass die Rotorelemente während dem Rotieren um die erste Rotorachse jeweils um eine eigene Sekundärachse rotiert werden, um einen Anstellwinkel der Rotorelemente zu einer Fluidströmung in Abhängigkeit von einem Rotationswinkel der Rotorelemente um die erste Rotorachse zu verändern. Dadurch kann der Schub in seiner Größe und/oder Richtung verändert werden. Insbesondere kann die Änderung dadurch stufenlos und/oder um 360 Grad um die erste Rotationsachse erfolgen. Dadurch kann eine Manövrierbarkeit des Beförderungsmittels verbessert sein. Zur Änderung der Richtung des Schubes kann z.B. ein Sonnenrad einer Getriebeeinheit um die erste Rotationsachse drehbar sein, insbesondere wenn das Sonnenrad für einen Schub in eine konstante Richtung starr ausgeführt ist.
Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das Bewegen der Rotorelemente von der Betriebsposition in die Ruheposition automatisch erfolgt. Dadurch kann eine manuelle Verstellung der Rotorelemente ausbleiben. Zum automatischen Bewegen der Rotorelemente kann zum Beispiel ein Verstellantrieb angesteuert werden, der die Bewegung der Rotorelemente initiiert. Vorzugsweise werden die Rotorelemente dabei geführt.
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:

1 ein erfindungsgemäßes Beförderungsmittel in einem Flugbetrieb in einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 das Beförderungsmittel in einer schematischen Draufsicht,
3, 4 das Beförderungsmittel in der Frontansicht mit Rotorelementen in einer Betriebsposition und in einer Ruheposition,
5 eine Rotation eines Rotorelementes, um eine Rotationsachse und eine Sekundärachse,
6 eine Getriebeeinheit zur Synchronisierung mehrerer Rotorelemente,
7 ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Befördern einer Last mit dem Beförderungsmittel,
8a-c unterschiedliche Ausführungsbeispiele einer Aufnahmestruktur des Beförderungsmittels,
9 ein erfindungsgemäßes Beförderungsmittel in einem weiteren Ausführungsbeispiel,
10,11 ein erfindungsgemäßes Beförderungsmittel in einem weiteren Ausführungsbeispiel.

In der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung werden für die gleichen technischen Merkmale auch in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Beförderungsmittel 1 zum Befördern einer Last, insbesondere in Form einer Person und/oder einer Fracht, in einem ersten Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung während eines Flugbetriebs 110 des Beförderungsmittels 1. Dabei fliegt das Beförderungsmittel 1 oberhalb eines Untergrundes durch eine Luftströmung 210, wobei ein Schub 200 zum Bewegen des Beförderungsmittels innerhalb der Luftströmung 210 durch eine Antriebsvorrichtung 20 erzeugbar ist. Dazu weist die Antriebsvorrichtung 20 mehrere Rotoreinheiten 21, d.h. insbesondere eine erste und weitere Rotoreinheiten 21, auf. Die Rotoreinheiten 21 weisen dabei jeweils mehrere, insbesondere drei, Rotorelemente 22 auf, die um Rotorachsen 21.1 der Rotoreinheiten 21 rotierbar sind, um den Schub 200 zu erzeugen. Insbesondere weisen die Rotoreinheiten 21 jeweils ein Stabilisierungselement 28 auf, an welchem die Rotorelemente 22 drehbar gelagert und miteinander verbunden sind. Weiterhin weist das Beförderungsmittel 1 eine Gehäuseeinheit 10 auf, die einen Lastraum 11 umfasst. In dem Lastraum 11 können eine oder mehrere Personen und/oder eine Fracht befördert werden. Insbesondere kann es sich bei dem Lastraum 11 um eine Fahrgastzelle und/oder um einen Frachtraum handeln.
Wie in 2 dargestellt, weist das Beförderungsmittel 1 insgesamt vier Rotoreinheiten 21 auf, die jeweils um eine Rotorachse 21.1 rotierbar sind. Darüber hinaus weist das Beförderungsmittel 1 eine Radanordnung 23 mit mehreren, vorzugsweise vier, Rädern 24 auf. Jedes der Räder 24 ist dabei um jeweils eine Radachse 24.1 rotierbar, um einen Fahrbetrieb 111 des Beförderungsmittels 1 zu ermöglichen. Dabei sind die Radachsen 24.1 koaxial und/oder parallel zu den Rotorachsen 21.1 angeordnet, wodurch sich eine kompakte Bauweise der Rotoreinheiten 21 und der Räder 24 ergibt. Darüber hinaus weist die Antriebsvorrichtung 20 Antriebseinheiten 25 auf, um die Rotoreinheiten 21 und/oder die Räder 24 anzutreiben. Dabei können die Rotoreinheiten 21 und die Räder 24 zumindest teilweise durch dieselben Antriebseinheiten 25 betreibbar sein. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, dass jedes der Räder 24 und/oder jede der Rotoreinheiten 21 eine eigene Antriebseinheit 25 aufweist. Vorzugsweise können die Räder 24 von den Rotoreinheiten 21 mechanisch entkoppelt oder entkoppelbar sein, um eine Drehung der Räder 24 unabhängig von den Rotoreinheiten 21 zu ermöglichen. Zum Betreiben der Antriebseinheiten 25 ist ferner ein Brennstoffzellensystem 26 vorgesehen, durch welches elektrische Energie für die Antriebseinheiten 25 bereitstellbar ist. Dadurch ergibt sich ein umweltfreundlicher Antrieb mit einer hohen Reichweite. Für eine Automatisierung des Beförderungsmittels 1 kann ferner eine Steuereinheit 30 vorgesehen sein. Darüber hinaus ist eine Aufnahmestruktur 14 vorgesehen, welche in die Gehäuseeinheit 10 integriert ist und sich von einer ersten Gehäuseseite 10.1 zu einer zweiten Gehäuseseite 10.2 der Gehäuseeinheit 10 erstreckt. Durch die Quererstreckung der Aufnahmeeinheit 14 kann eine mechanische Stabilisierung der Gehäuseeinheit 10 und insbesondere des Beförderungsmittels 1 insgesamt gegeben sein.
Die Funktionsweise der Aufnahmestruktur 14 mit den Rotoreinheiten 21 ist in den 3 und 4 dargestellt. Dabei wird auch Bezug genommen auf 7, die zeigt eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Betreiben des Beförderungsmittels 1 in schematischer Darstellung zeigt. 3 zeigt die Rotorelemente 22 der Rotoreinheiten 21 in einer Betriebsposition I, in welcher sich die Rotorelemente 22 außerhalb der Aufnahmestruktur 14 befinden und zum Erzeugen des Schubs 200 und jeweils um eine Rotationsachse 21.1 der jeweiligen Rotoreinheit 21 rotierbar sind. Dadurch ist ein Betreiben 101 des Beförderungsmittels 1 im Flugbetrieb 110 ermöglicht, wobei beispielsweise ein Auftrieb des Beförderungsmittels 1 ermöglicht werden kann. 4 zeigt die Rotorelemente 22 in einer Ruheposition II, in welcher die Rotorelemente 22 zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, in der Aufnahmestruktur 14 aufgenommen sind. Dadurch verkleinert sich die Quererstreckung des Beförderungsmittels 1 insgesamt, wodurch das Beförderungsmittel 1 insbesondere straßentauglich ist. Das Bewegen 102 der Rotorelemente 22 von der Betriebsposition I in die Ruheposition II kann durch einen Verstellantrieb 15 ausgeführt werden, durch den die Rotorelemente 22 automatisch zwischen der Betriebsposition I und der Ruheposition II verstellt werden können. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, dass die Rotorelemente 22 manuell zwischen der Betriebsposition I und der Ruheposition II verstellbar ausgeführt sind. Vorzugsweise kann die Aufnahmestruktur 14 mehrere Kavitäten 14.1 aufweisen, um die Rotorelemente 22 aufzunehmen. Dabei kann beispielsweise jedes Rotorelement 22 einer Rotoreinheit 21 einer Kavität 14.1 zugeordnet sein. Ferner ist es denkbar, dass in einer Kavität 14.1 zwei Rotorelemente 22 zweier gegenüberliegender Rotoreinheiten 21 aufgenommen werden können.
Hierzu zeigen die 8a und 8b zwei unterschiedliche Ausführungsformen von Kavitäten 14.1 der Aufnahmestruktur 14. Gemäß 8a werden zwei Rotorelemente 22 von gegenüberliegenden Rotoreinheiten 21 zumindest teilweise überlappend in einer einzelnen Kavität in der Ruhestellung II verborgen. Gemäß 8b ist es aber auch denkbar, dass die Rotorelemente 22 gegenüberliegend, vorzugsweise auf Stoß, angeordnet werden und insbesondere sich auf der gleichen Achse befinden. Bei beiden Ausführungsformen der 8a und 8b ist es ausreichend, wenn eine Kavität 14.1 für zwei gegenüberliegende Rotorelemente 22 vorgesehen ist. Dabei hat die Ausführungsform gemäß 8a den Vorteil, dass diese eine geringere Quererstreckung aufweist. 8b hat den Vorteil, dass beide Rotorelemente 22 durch die Kavität 14.1, insbesondere formschlüssig, geführt werden können, um deren Sicherheit innerhalb der Aufnahmestruktur 14 zu verbessern, und/oder dass die Kavität 14.1 eine schmaler ausgeführt sein kann. 8c zeigt ferner eine Ausführungsform eines Querschnitts der Aufnahmestruktur 14, bei welcher ein Rotorelement 22 formschlüssig in einer Kavität 14.1 der Aufnahmestruktur 14 aufgenommen ist. Ferner ist die Kavität 14.1 dazu ausgebildet eine Luftströmung 210 durch eine äußere Form der Kavität 14.1 und/oder durch eine Ausrichtung der Kavität 14.1 zur Luftströmung 210 zu beeinflussen.
Zum Verriegeln der Rotorelemente 22 in der Ruheposition II und/oder in der Betriebsposition I kann ein Verriegelungsmechanismus 16 vorgesehen sein, durch den Rotorelemente 22 in der Betriebsposition I und/oder Ruheposition II fixierbar sein können. Vorzugsweise erfolgt ein Betrieben 103 des Beförderungsmittels 1 im Fahrbetrieb 11 erst, wenn sich die Rotorelemente 22 in der Ruheposition II befinden, besonders bevorzugt erste, wenn die Rotorelemente 22 in der Ruheposition II fixiert sind. Weiterhin ist in den 3 und 4 eine Schwimmstruktur 17 der Gehäuseeinheit 10 dargestellt, durch den das Beförderungsmittel 1 für einen Wasserbetrieb geeignet sein kann. Beispielsweise kann die Schwimmstruktur 17 eine hydrodynamische Form umfassen und/oder eine Abdichtung umfassen, durch welche die Antriebseinheit 20 und/oder die Gehäuseeinheit 10 gegen Eindringen von Wasser geschützt sind. Somit kann das Beförderungsmittel 1 vorzugsweise zu Land, zu Wasser und in der Luft betrieben werden.
Vorzugsweise handelt es sich bei den Rotoreinheiten 21 um Cyclorotoren. In 5 ist eine Rotation eines Rotorelementes 22 um eine Rotorachse 21.1 einer Rotoreinheit 21 in unterschiedlichen Positionen dargestellt. Dabei ist gezeigt, dass das Rotorelement 22 bei einer Umdrehung 202 um die Rotorachse 21.1 sich um eine halbe Sekundärumdrehung 203 um eine Sekundärachse 22.1 dreht. Vorzugsweise führt das Rotorelement 22 bei einer vollen Umdrehung um die Rotorachse 21.1 eine halbe Umdrehung um die Sekundärachse 22.1 aus. Dadurch kann je nach Ausgangsposition der Rotation um die Sekundärachse 22.1 des Rotorelementes 22 eine, insbesondere exzentrische, resultierende Schubkraft 201 der Rotoreinheit 21 in ihrer Richtung geändert werden. Insbesondere kann die Schubkraft 201 um 360 Grad um die Rotationsachse 21.1 einstellbar sein. Dadurch kann z.B. durch die Rotoreinheit 21 ein Schub 200 parallel zu einem Untergrund und/oder senkrecht zu einem Untergrund ausführbar sein. Dadurch kann ein Senkrechtstart ermöglicht sein und schließlich im Flugbetrieb 110 der Schub 200 in eine Bewegungsrichtung parallel zum Untergrund änderbar sein. Zum Ausführen der Sekundärumdrehung 203 kann das Rotorelement 22 mit einem Sekundärantrieb 22.2 in Wirkverbindung stehen, durch welchen das Rotorelement 22 bei der Sekundärumdrehung 203 antreibbar ist.
Zusätzlich oder alternativ zum Sekundärantrieb 22.2 können mehrere oder alle Rotorelemente 22 einer Rotoreinheit 21 durch eine Getriebeeinheit 27 synchronisiert sein. Die Getriebeeinheit 27 ist mit den Rotorelementen 22 in 6 dargestellt. Dabei können die Rotorelemente 22 zur Rotation um die Rotorachse 21.1 durch einen Sekundärantrieb Zur Synchronisierung der Rotorelemente 22 kann die Getriebeeinheit 27 innerhalb eines Rades 24 angeordnet sein, wobei vorzugsweise das Rad 24 durch ein Radlager 24.2, insbesondere in Form eines Wälzlagers, von der Rotoreinheit 21 entkoppelt ist. Dabei können die Rotorelemente 22 mit Planeten der Getriebeeinheit 27 gekoppelt sein, so dass alle Rotorelemente 22 mechanisch aufeinander abgestimmt sind, das heißt insbesondere eine mechanische Synchronisierung zueinander aufweisen. Dadurch kann sichergestellt sein, dass jedes der Rotorelemente 22 entsprechend des in 5 dargestellten Zyklus bei der Rotation um die Rotorachse 21.1 auch eine Rotation um seine jeweilige Sekundärachse 22.1 ausführt. Insbesondere kann ein Sonnenrad 27.1 der Getriebeeinheit 27 bei der Rotation der Rotorelemente 22 um die Rotorachse 21.1 starr bleiben. Zur Einstellung einer Richtung der Schubkraft 201 kann vorgesehen sein, dass das Sonnenrad 27.1 der Getriebeeinheit 27 um die Rotationsachse 21.1 gedreht wird. Weiterhin kann ein radialer Abstand der Rotorelemente 22 zur Rotationsachse 21.1 durch eine Positionsänderung von Zwischenplaneten 27.2 der Getriebeeinheit 27 veränderbar sein.
9 zeigt ein Beförderungsmittel 1 in einer weiteren Ausführungsform. Dabei kann eine Radanordnung 23 mit Rädern 24 vorgesehen sein, die motorradartig angeordnet sind. Dabei befindet sich der Lastraum 11 zwischen den Rädern 24. Seitlich der Räder 24 können sich dabei jeweils zwei Rotoreinheiten 21 erstrecken. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, dass nur zwei Rotoreinheiten 21 vorgesehen sind, wobei diese diagonal versetzt angeordnet sein können oder auf einer Seite des Beförderungsmittels 1.
In den 10 und 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Beförderungsmittels 1 dargestellt. Dabei ist das Beförderungsmittel 1 radios ausgeführt, wodurch ein Fahrbetrieb 111 nicht ausführbar ist. Stattdessen kann das Beförderungsmittel 1 beispielsweise Kufen aufweisen. Die Rotoreinheiten 21 können beispielsweise seitlich angeordnet sein. Durch eine Verstellung von Rotorelementen 22 der Rotoreinheiten 21 von einer Betriebsposition I in eine Ruheposition II in eine Aufnahmestruktur 14 einer Gehäuseeinheit 10 des Beförderungsmittels 1 kann dadurch insbesondere beim Abstellen des Beförderungsmittels 1 ein Platzgewinn erzielt werden. Es ist ferner denkbar, dass auch das Beförderungsmittel 1 des Ausführungsbeispiels der 10 und 11 eine Radanordnung 23 für einen Fahrbetrieb 111 aufweist. Beispielsweise kann das Beförderungsmittel 1 LKW-artig zum Befördern großer Lasten und/oder einer Vielzahl an Personen ausgeführt sein.
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.
Bezugszeichenliste

1: Beförderungsmittel
10: Gehäuseeinheit
10.1: erste Gehäuseseite
10.2: zweite Gehäuseseite
11: Lastraum
14: Aufnahmestruktur
14.1: Kavität
15: Verstellantrieb
16: Verriegelungsmechanismus
17: Schwimmstruktur
20: Antriebsvorrichtung
21: Rotoreinheit
21.1: Rotorachse
22: Rotorelement
22.1: Sekundärachse
22.2: Sekundärantrieb
23: Radanordnung
24: Rad
24.1: Radachse
24.2: Radlager
25: Antriebseinheit
26: Brennstoffzellensystem
27: Getriebeeinheit
27.1: Sonnenrad
27.2: Zwischenplaneten
28: Stabilisierungselement
30: Kontrolleinheit
31: Rotormodul
32: Betriebsmodul
33: Richtungsmodul
I: Betriebsposition
II: Ruheposition
100: Verfahren
101: Betreiben von 1 in 110
102: Bewegen von 22 von I in II
103: Betreiben von 1 in 111
110: Flugbetrieb
111: Fahrbetrieb
200: Schub
201: Schubkraft
202: Umdrehung
203: Sekundärumdrehung
210: Fluidströmung

Claims

Beförderungsmittel (1) zum Befördern einer Last, insbesondere in Form einer Person und/oder einer Fracht, aufweisend eine Gehäuseeinheit (10), durch welche ein Lastraum (11) zur Unterbringung der Last ausgebildet ist, und eine Antriebsvorrichtung (20) zum Bewegen des Beförderungsmittels (1) mit zumindest einer ersten Rotoreinheit (21), die für einen Flugbetrieb (110) des Beförderungsmittels (1) antreibbar ist, wobei die erste Rotoreinheit (21) mehrere Rotorelemente (22) aufweist, die zum Erzeugen eines Schubs (200) zum Bewegen des Beförderungsmittels (1) um eine erste Rotorachse (21.1) rotierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseeinheit (10) eine Aufnahmestruktur (14) zur zumindest teilweisen Aufnahme der Rotorelemente (22) aufweist, wobei die Rotorelemente (22) von einer Betriebsposition (I), in welcher sich die Rotorelemente (22) außerhalb der Aufnahmestruktur (14) befinden und zum Erzeugen des Schubs (200) um die erste Rotorachse (21.1) rotierbar sind, in eine Ruheposition (II), in welcher die Rotorelemente (22) zumindest teilweise in der Aufnahmestruktur (14) aufgenommen sind, bewegbar sind.
Beförderungsmittel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (20) eine Radanordnung (23) mit mehreren Rädern (24) aufweist, die für einen Fahrbetrieb (111) des Beförderungsmittels (1) antreibbar ist, insbesondere wobei zumindest eine Radachse (24.1) eines der Räder (24) koaxial und/oder parallel zur ersten Rotorachse (21.1) ausrichtbar ist.
Beförderungsmittel (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (24) der Radanordnung (23) von der ersten Rotoreinheit (21) mechanisch entkoppelt oder entkoppelbar sind, insbesondere wodurch eine Verschwenkung der ersten Rotoreinheit (21) und/oder eine Rotation der Rotorelemente (22) um die erste Rotorachse (21.1) unabhängig von den Rädern (24) ermöglicht ist.
Beförderungsmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrbetrieb (111) mechanisch und/oder elektronisch verhindert ist, wenn sich die Rotorelemente (22) in der Betriebsposition (I) befinden.
Beförderungsmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (20) zum Antreiben der ersten Rotoreinheit (21) und/oder der Radanordnung (23) eine, vorzugsweise elektrische, Antriebseinheit (25) aufweist, insbesondere wobei die Antriebsvorrichtung (20) ein Brennstoffzellensystem (26) zum Betreiben der Antriebseinheit (25) aufweist.
Beförderungsmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (20) zumindest eine weitere Rotoreinheit (21) mit mehreren Rotorelementen (22) aufweist, die zum Erzeugen des Schubs (200) zum Bewegen des Beförderungsmittels (1) um eine weitere Rotorachse (21.1) rotierbar sind.
Beförderungsmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmestruktur (14) für jedes der Rotorelemente (22) der ersten Rotoreinheit (21) jeweils eine Kavität (14.1) aufweist, insbesondere wobei zumindest eine der Kavitäten (14.1) zur Aufnahme eines Rotorelementes (22) der weiteren Rotoreinheit (21) ausgebildet ist.
Beförderungsmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseeinheit (10) eine erste und eine zweite Gehäuseseite (10.1, 10.2) aufweist, wobei sich die Aufnahmestruktur (14) zur Versteifung der Gehäuseeinheit (10) zwischen der ersten und der zweiten Gehäuseseite (10.1, 10.2) erstreckt.
Beförderungsmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rotoreinheit (21) dazu ausgebildet ist, eine Richtung des Schubes (200) durch eine Ausrichtung der Rotorelemente (22) zu variieren, insbesondere wodurch ein Senkrechtstart des Beförderungsmittels (1) ermöglicht ist.
Beförderungsmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Rotorelemente (22) eine Sekundärachse (22.1) aufweist, um welche das jeweilige Rotorelement (22) rotierbar ist, um einen Anstellwinkel der Rotorelemente (22) zu einer Fluidströmung (210) in Abhängigkeit von einem Rotationswinkel (202) der Rotorelemente (22) um die erste Rotorachse (21.1) zu verändern.
Beförderungsmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Rotorelemente (22) bei einer Umdrehung (202) um die erste Rotorachse (21.1) eine halbe Sekundärumdrehung (203) um die Sekundärachse (22.1) durchführbar ist, und/oder dass die Rotorelemente (22) der ersten Rotoreinheit (21) um die Sekundärachsen (22.1) derart rotierbar sind, dass eine resultierende Schubkraft (201) der ersten Rotoreinheit (21) exzentrisch zur ersten Rotorachse (21.1) erzeugbar ist.
Beförderungsmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der ersten Rotoreinheit (21) um einen Cyclorotor handelt.
Beförderungsmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rotoreinheit (21) eine Getriebeeinheit (27) zur Synchronisierung einer Rotation der Rotorelemente (22) um die Sekundärachsen (22.1) und/oder die erste Rotoreinheit (21) einen Sekundärantrieb (22.2) zum Rotieren der Rotorelemente (22) um die Sekundärachsen (22.1) aufweist.
Beförderungsmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Achsabstand der Sekundärachsen (22.1) zur ersten Rotationsachse (21.1) variierbar ist.
Beförderungsmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verstellantrieb (15) zum Bewegen der Rotorelemente (22) zwischen der Betriebsposition (I) und der Ruheposition (II) vorgesehen ist.
Beförderungsmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verriegelungsmechanismus (16) zum Verriegeln der Rotorelemente (22) in der Betriebsposition (I) und/oder in der Ruheposition (II) vorgesehen ist.
Beförderungsmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseeinheit (10) eine Schwimmstruktur (17) für einen Wasserbetrieb des Beförderungsmittels (1) aufweist.
Beförderungsmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontrolleinheit (30) zum Ansteuern der Antriebsvorrichtung (20) vorgesehen ist, insbesondere wobei die Kontrolleinheit (30) ein Rotormodul (31) zum Ansteuern und/oder Synchronisieren einer Rotation der Rotorelemente (22) um die Sekundärachsen (22.1) aufweist.
Beförderungsmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (30) ein Betriebsmodul (32) zum Umschalten zwischen dem Flugbetrieb (110) und dem Fahrbetrieb (111) und/oder dem Wasserbetrieb des Beförderungsmittels (1) aufweist.
Beförderungsmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (30) ein Richtungsmodul (33) zum Ändern einer Schubrichtung (201) der ersten Rotoreinheit (21) durch Ändern einer Rotation der Rotorelemente (22) um die Sekundärachsen (22.1) aufweist.
Verfahren (100) zum Befördern einer Last, insbesondere in Form einer Person und/oder einer Fracht, mit einem Beförderungsmittel (1), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine Gehäuseeinheit (10), durch welche ein Lastraum (11) zur Unterbringung der Last ausgebildet ist, und eine Antriebsvorrichtung (20) zum Bewegen des Beförderungsmittels (1) mit zumindest einer ersten Rotoreinheit (21), die für einen Flugbetrieb (110) des Beförderungsmittels (1) antreibbar ist, aufweist, umfassend die folgenden Schritte: - Betreiben (101) des Beförderungsmittels (1) in einem Flugbetrieb (110), wobei ein Schub (200) durch Rotieren (101.1) mehrerer Rotorelemente (22) der ersten Rotoreinheit (21) um eine erste Rotorachse (21.1) erzeugt wird, - Bewegen (102) der Rotorelemente (22) von einer Betriebsposition (I), in welcher sich die Rotorelemente (22) außerhalb einer Aufnahmestruktur (14) der Gehäuseeinheit (10) befinden und zum Erzeugen des Schubs (200) um die erste Rotorachse (21.1) rotierbar sind, in eine Ruheposition (II), in welcher die Rotorelemente (22) zumindest teilweise in der Aufnahmestruktur (14) aufgenommen sind.
Verfahren (100) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) folgenden Schritt umfasst: - Betreiben (103) des Beförderungsmittels (1) in einem Fahrbetrieb (111), wobei mehrere Räder (24) einer Radanordnung (23) der Antriebsvorrichtung (20) angetrieben werden.
Verfahren (100) nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorelemente (22) während dem Rotieren (101.1) um die erste Rotorachse (21.1) jeweils um eine eigene Sekundärachse (22.1) rotiert werden, um einen Anstellwinkel der Rotorelemente (22) zu einer Fluidströmung (210) in Abhängigkeit von einem Rotationswinkel (202) der Rotorelemente (22) um die erste Rotorachse (21.1) zu verändern.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegen der Rotorelemente (22) von der Betriebsposition (I) in die Ruheposition (II) automatisch erfolgt.