Variable radius taper X-ray window support structure

Description

FIELD OF THE INVENTION

[0001] The present application is related generally to x-ray window support structures.

BACKGROUND

[0002] It is important for support members in support structures, such as x-ray window support structures, to be strong but also small in size. X-ray windows can include a thin film supported by the support structure, typically comprised of ribs supported by a frame. The support structure can be used to minimize sagging or breaking of the thin film. The support structure can interfere with the passage of x-rays and thus it can be desirable for ribs to be as thin or narrow as possible while still maintaining sufficient strength to support the thin film. The support structure and film are normally expected to be strong enough to withstand a differential pressure of around 1 atmosphere without sagging or breaking.

[0003] Such support structures can comprise a support frame defining a perimeter and an aperture, a plurality of ribs extending across the aperture of the support frame and carried by the support frame, and openings between the ribs. Stresses can occur at the junction of the ribs and the support frame. It can be important to reduce such stresses in order to avoid failure at this junction.

SUMMARY

[0004] It has been recognized that it would be advantageous to have a strong x-ray window support structure, and advantageous to minimize stresses at a junction of the ribs to the support frame. The present invention is directed to an x-ray window support structure as defined in the independent claims, that satisfies these needs.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0005] 

FIG. 1 is a schematic top view of an x-ray window support structure, in accordance with an embodiment of the present invention;

FIG. 2 is a schematic cross-sectional side view of an x-ray window, in accordance with an embodiment of the present invention;

FIG. 3 is a schematic top view of a portion of an x-ray window support structure, in accordance with an embodiment of the present invention;

FIG. 4 is a schematic top view of a portion of an x-ray window support structure, in accordance with an embodiment of the present invention;

FIG. 5 is a schematic top view of a portion of an x-ray window support structure, in accordance with an embodiment of the present invention;

FIG. 6 is a schematic top view of a portion of an x-ray window support structure, in accordance with an embodiment of the present invention; and

FIG. 7 is a schematic top view of a portion of an x-ray window support structure, in accordance with an embodiment of the present invention.

DEFINITIONS

[0006] 

• As used herein, the term "carbon fiber" or "carbon fibers" means solid, substantially cylindrically shaped structures having a mass fraction of at least 85% carbon, a length of at least 5 micrometers and a diameter of at least 1 micrometer.
• As used herein, the term "directionally aligned," in referring to alignment of carbon fibers with ribs, means that the carbon fibers are substantially aligned with a longitudinal axis of the ribs and does not require the carbon fibers to be exactly aligned with a longitudinal axis of the ribs.
• As used herein, the term "rib" means a support member and can extend, linearly or with bends or curves, by itself or coupled with other ribs, across an aperture of a support frame.

DETAILED DESCRIPTION

[0007] As illustrated in FIG. 1, a support structure 10 for an x-ray window is shown comprising a support frame 11 defining a perimeter 11p and an aperture 11a, a plurality of ribs 12 extending across the aperture 11a of the support frame 11 and carried by the support frame 11, and openings 13 between the plurality of ribs 12. The ribs 12 can be attached or joined to the frame 11 at a junction 14. Typically, the ribs 12 and frame 11 are formed integrally from a single wafer or sheet of material, but they can be formed separately and attached together, such as with an adhesive.

[0008] Shown in FIG. 2 is an x-ray window 20 having tops of the ribs 12 terminating substantially in a common plane 16. A thin film 21 can be disposed over and can be attached to the ribs 12 and the support frame 11.

[0009] When the thickness t of the ribs 12 is sufficiently thin, stress on the rib material can become very large near the junction 14 of the ribs 12 with the support frame 11. A rib taper region 12t (shown in FIG. 1) may be used to reduce stress at this junction 14.

[0010] Shown in FIG. 3 is a section of a support structure 30. A rib taper region 12t can extend from a central portion 12c of the ribs 12 to the support frame 11. The taper region 12t can include a non-circular, arcuate pair of fillets 33a-b on opposing sides of the ribs 12. Non-circular, arcuate fillets 33 can allow for reduced stress, while also allowing ribs 12 to be spaced closer together. The taper region 12t can include an increasing of rib width W from the central portion 12c to the support frame 11 (W_j > W_c). Rib width W can continuously and smoothly increase, with no sharp angles or inflection points, from the central portion 12c to the support frame 11.

[0011] The support structures described herein may be further defined or quantified by the shape of the ribs, such as having a long length relative to an increase in rib width in the taper region 12t. The support structures described herein may also be defined or quantified by the shape of the openings 13 in the taper region 12t, such as a relationship of rib length in the taper region 12t to an opening width, a relationship of radius of curvature at a taper beginning to a radius of curvature at the support frame, or elliptical shaped openings. These definitions can be used to quantify the non-circular, arcuate shape of the fillets 33a-b of the taper region 12t.

[0012] As shown on support structures 30 and 40 in FIGs. 3-4, a location where the central portion 12c of the ribs 12 meets the taper region 12t defines a taper beginning T_b; a rib width at the taper beginning T_b defines a central rib width W_c; a rib width at a junction of the rib 12 with the support frame 11 defines a junction rib width W_J; and a straight line distance, parallel with a center of the rib 12, from the taper beginning T_b to the support frame 11 defines a taper length T_L. In one aspect, the central rib width W_c, the junction rib width W_j, and the taper length T_L can satisfy the equation:

In another aspect, the central rib width W_c, the junction rib width W_j, and the taper length T_L can satisfy the equation:

These equations can quantify a long length of the ribs 12 relative to an increase in rib width in the taper region 12t.

[0013] As shown on support structure 40 of FIG. 4, an opening 13 width at the taper beginning T_b defines a taper opening width O_w. The taper length T_L divided by the taper opening width O_w can be between 1 and 3

in one aspect, or between 1.4 and 2.2

in another aspect. These equations can quantify a long length of the ribs 12 in the taper region 12t relative to an opening width O_w at the taper beginning T_b.

[0014] As shown on support structure 50 of FIG. 5, a radius of curvature of the fillets 33 at the taper beginning defines a central radius R_c and a radius of curvature of the fillets at a junction of the ribs 12 with the support frame 11 defines a junction radius R_J. The central radius R_c divided by the junction radius R_J can be between 10 and 100

in one aspect. The central radius R_c divided by the junction radius R_J can be between 20 and 50

in another aspect. These equations can quantify a large radius of curvature at the taper beginning relative to a substantially smaller radius of curvature at a junction of the ribs 12 with the support frame 11, thus quantifying the non-circular, arcuate shape of the ribs 12.

[0015] The larger radius of curvature closer to the central portion 12c of the ribs 12 can result in reduced stress in the ribs, and thus greater rib strength and reduced risk of rib failure. The gradually and continually decreasing radius of curvature towards the junction 14 can allow ribs 12 to be packed closer together. Thus, if a larger spacing between ribs 12 is allowed, such as if a relatively strong film is used, then the central radius R_c divided by the junction radius R_J can be relatively smaller. If a smaller spacing between ribs 12 is allowed, such as if a thinner or relatively weaker film is used, then the central radius R_c divided by the junction radius R_J may need to be larger.

[0016] As shown on support structure 60 of FIG. 6, openings 13 can have a half-elliptical shape 61 between ribs in the taper region 12t. Eccentricity e of the half-elliptical shape can be between 0.90 and 0.99 (0.90<e<0.99) in one aspect, between 0.80 and 0.99 (0.80<e<0.99) in another aspect, between 0.93 and 0.98 (0.93<e<0.98) in another aspect, or between 0.75 and 0.90 (0.75<e<0.90) in another aspect. Eccentricity e is defined as:

These equations can quantify the shape of openings 13 in the taper region 12t.

[0017] In previous figures, ribs 12 were shown packed closely together, such that where the rib taper for one rib 12 ended at the support structure 11, a rib taper for another rib 12 began. As shown on support structure 70 of FIG. 7, ribs 12 can be spaced farther apart, such that there is a region of an inner perimeter 71 of the support structure in which there are no ribs, and no beginning of taper of ribs.

[0018] The central portion 12c of the ribs 12 can have a substantially constant width W, and ribs can be substantially parallel with each other, as is shown on support structure 10 in FIG. 1. A variable rib width in the central portion 12c, or non-parallel ribs, such as hexagonal or intersecting ribs, are also within the scope of this invention.

[0019] The ribs 12 and / or the support frame 11 can comprise low atomic number elements such as aluminum, beryllium, boron, carbon, fluorine, hydrogen, nitrogen, oxygen, and / or silicon. Use of such low atomic number elements can result in minimized x-ray spectrum contamination. The ribs 12 and / or the support frame 11 can comprise boron carbide, boron hydride, boron nitride, carbon fiber composite, carbon nanotube composite, kevlar, mylar, polyimide, polymer, silicon nitride, diamond, diamond-like carbon, graphitic carbon, pyrolytic graphite, and / or amorphous carbon. The openings 13, ribs 12, and support frame 11 can be formed by laser ablation. Manufacturing of the support structure from a carbon composite wafer is described in US Patent Application Serial Number 13/667,273, filed on November 2, 2012, and in US Patent Application Serial Number 13/453,066, filed on April 23, 2012. If a carbon composite support structure is used, carbon fibers in the carbon composite can be directionally aligned with the ribs 12.

[0020] The film 21, described previously in the description of FIG. 2, can be configured to pass radiation therethrough. For example, the film 13 can be made of a material that has a low atomic number and can be thin, such as for example about 5 to 500 micrometers (µm). The film 13 can have sufficient strength to allow differential pressure of at least one atmosphere without breaking. The film 13 can be hermetic or air-tight. The film 13 can combine with one of the support structures described herein and a shell to form a hermetic enclosure.

Claims

1. A support structure (10) for an x-ray window, the support structure (10) comprising:

a) a support frame (11) defining a perimeter (11p) and an aperture (11a);

b) a plurality of ribs (12) extending across the aperture (11a) of the support frame (11) and carried by the support frame (11);

c) openings (13) between the plurality of ribs (12);

d) a rib taper region (12t) extending from a central portion (12c) of the ribs (12) to the support frame (11);

e) the taper region (12t) including a non-circular, arcuate pair of fillets (33a-b) on opposing sides of the ribs (12);

f) the taper region (12t) including an increasing of rib width (W) from the central portion (12c) to the support frame (11);

g) a location where the central portion (12c) of the ribs (12) meets the taper region (12t) defines a taper beginning (T_b);

h) a radius of curvature of the fillets (33) at the taper beginning (T_b) defines a central radius (R_c);

i) a radius of curvature of the fillets at a junction of the ribs (12) with the support frame (11) defines a junction radius (R_J); and

j) the central radius (R_c) divided by the junction radius (R_J) is between 10 and 100.

2. The support structure (10) of claim 1, wherein the support frame (11) and the ribs (12) comprise a carbon composite material including carbon fibers embedded in a matrix.

3. The support structure (10) of claim 2, wherein carbon fibers in the carbon composite are substantially aligned with the ribs (12).

4. The support structure (10) of claim 2, wherein the openings (13), ribs (12), and support frame (11) were formed by laser ablation of a carbon composite wafer.

5. The support structure (10) of claim 1, wherein the ribs (12) comprise carbon, carbon fiber composite, silicon, boron carbide, or combinations thereof.

6. The support structure (10) of claim 1, wherein the fillets (33) include a larger radius of curvature closer to the central portion (12c) of the ribs (12) and a smaller radius of curvature towards the support frame (11).

7. The support structure (10) of claim 1, wherein openings (13) at the taper region (12t) have a half-elliptical shape (61).

8. The support structure (10) of claim 7, wherein the half-elliptical shape has an eccentricity (e) of between 0.90 and 0.99.

9. The support structure (10) of claim 7, wherein the half-elliptical shape has an eccentricity (e) of between 0.80 and 0.99.

10. The support structure (10) of claim 1, wherein:

a) a location where the central portion (12c) of the ribs (12) meets the taper region (12t) defines a taper beginning (T_b);

b) a straight line distance, parallel with a center of the rib (12), from the taper beginning (T_b) to the support frame (11) defines a taper length (T_L);

c) an opening (13) width at the taper beginning (T_b) defines a taper opening width (O_W); and

d) the taper length (T_L) divided by the taper opening width (O_W) is between 1 and 3.

11. The support structure (10) of claim 10, wherein the taper length (T_L) divided by the taper opening width (O_W) is between 1.4 and 2.2.

12. The support structure (10) of claim 1, wherein:

a) a location where the central portion (12c) of the ribs (12) meets the taper region (12t) defines a taper beginning (T_b);

b) a rib width at the taper beginning (T_b) defines a central rib width (W_C);

c) a rib width at a junction of the rib (12) with the support frame (11) defines a junction rib width (W_J);

d) a straight line distance, parallel with a center of the rib (12), from the taper beginning (T_b) to the support frame (11) defines a taper length (T_L); and

e) the central rib width (W_C), the junction rib width (W_j), and the taper length (T_L) satisfy the equation:

13. The support structure (10) of claim 12, wherein the central rib width (W_C), the junction rib width (W_J), and the taper length (T_L) satisfy the equation: 1.4 <

14. The support structure (10) of claim 1, wherein the central portion (12c) of the ribs (12) have a substantially constant width (W).

15. The support structure (10) of claim 1, wherein rib width (W) continuously and smoothly increases, with no sharp angles or inflection points, from the central portion (12c) to the support frame (11).

16.  A support structure (10) for an x-ray window, the support structure (10) comprising:

a) a support frame (11) defining a perimeter (11p) and an aperture (11a);

b) a plurality of ribs (12) extending across the aperture (11a) of the support frame (11) and carried by the support frame (11);

c) openings (13) between the plurality of ribs (12);

d) a rib taper region (12t) extending from a central portion (12c) of the ribs (12) to the support frame (11);

e) the taper region (12t) including a non-circular, arcuate pair of fillets (33a-b) on opposing sides of the ribs (12); and

f) the taper region (12t) including an increasing of rib width (W) from the central portion (12c) to the support frame (11);

wherein openings (13) at the taper region (12t) have a half-elliptical shape (61).

17. A support structure (10) for an x-ray window, the support structure (10) comprising:

a) a support frame (11) defining a perimeter (11p) and an aperture (11a);

b) a plurality of ribs (12) extending across the aperture (11a) of the support frame (11) and carried by the support frame (11);

c) openings (13) between the plurality of ribs (12);

d) a rib taper region (12t) extending from a central portion (12c) of the ribs (12) to the support frame (11);

e) the taper region (12t) including a non-circular, arcuate pair of fillets (33a-b) on opposing sides of the ribs (12);

f) the taper region (12t) including an increasing of rib width (W) from the central portion (12c) to the support frame (11);

g) a location where the central portion (12c) of the ribs (12) meets the taper region (12t) defines a taper beginning (T_b);

h) a straight line distance, parallel with a center of the rib (12), from the taper beginning (T_b) to the support frame (11) defines a taper length (T_L);

i) an opening (13) width at the taper beginning (T_b) defines a taper opening width (O_W); and

j) the taper length (T_L) divided by the taper opening width (O_W) is between 1 and 3.

18. A support structure (10) for an x-ray window, the support structure (10) comprising:

a) a support frame (11) defining a perimeter (11p) and an aperture (11a);

b) a plurality of ribs (12) extending across the aperture (11a) of the support frame (11) and carried by the support frame (11);

c) openings (13) between the plurality of ribs (12);

d) a rib taper region (12t) extending from a central portion (12c) of the ribs (12) to the support frame (11);

e) the taper region (12t) including a non-circular, arcuate pair of fillets (33a-b) on opposing sides of the ribs (12); and

f) the taper region (12t) including an increasing of rib width (W) from the central portion (12c) to the support frame (11);

wherein the central portion (12c) of the ribs (12) have a substantially constant width (W).

Ansprüche

1. Stützstruktur (10) für ein Röntgenfenster, wobei die Stützstruktur (10) umfasst:

a) einen Stützrahmen (11), der eine(n) Umfang (Lippe) und eine Öffnung (11a) definiert;

b) eine Vielzahl von Rippen (12), die sich über die Öffnung (11a) des Stützrahmens (11) erstrecken und vom Stützrahmen (11) getragen werden;

c) Öffnungen (13) zwischen der Vielzahl von Rippen (12);

d) einen Rippen-Verjüngungsbereich (12t), der sich von einem mittigen Abschnitt (12c) der Rippen (12) zum Stützrahmen (11) erstreckt;

e) den Verjüngungsbereich (12t), der ein nicht kreisförmiges, bogenförmiges Paar von Innenradien (33a- auf entgegengesetzten Seiten der Rippen (12) einschließt;

f) wobei der Verjüngungsbereich (12t) eine Zunahme der Rippenbreite (W) vom mittigen Abschnitt (12c) zum Stützrahmen (11) einschließt;

g) eine Stelle, wo der mittige Abschnitt (12c) der Rippen (12) mit dem Verjüngungsbereich (12t) zusammen trifft, definiert einen Verjüngungsbeginn (T_b);

h) einen Krümmungsradius der Innenradien (33) am Verjüngungsbeginn (T_b), der einen mittigen Radius (R_c) definiert;

i) einen Krümmungsradius der Innenradien an einer Verbindungsstelle der Rippen (12) mit dem Stützrahmen (11), der einen Verbindungsradius (R_j) definiert; und

j) den mittigen Radius (R_c), der geteilt durch den Verbindungsradius (R_j) zwischen 10 und 100 liegt.

2. Stützstruktur (10) nach Anspruch 1, wobei der Stützrahmen (11) und die Rippen (12) ein Kohlenstoffverbundmaterial umfassen, das Kohlefasern einschließt, die in eine Matrix eingebettet sind.

3. Stützstruktur (10) nach Anspruch 2, wobei die Kohlefasern im Kohlenstoffverbundmaterial im Wesentlichen mit den Rippen (12) fluchten.

4. Stützstruktur (10) nach Anspruch 2, wobei die Öffnungen (13), Rippen (12) und der Stützrahmen (11) durch Laserabtragung eines Kohlenstoffverbundmaterial-Wafers gebildet wurden.

5. Stützstruktur (10) nach Anspruch 1, wobei die Rippen (12) Kohlenstoff, Kohlefaserverbundmaterial, Silizium, Borcarbid oder Kombinationen davon umfassen.

6. Stützstruktur (10) nach Anspruch 1, wobei die Innenradien (33) einen größeren Krümmungsradius näher zum mittigen Abschnitt (12c) der Rippen (12) und einen kleineren Krümmungsradius in Richtung des Stützrahmens (11) einschließen.

7. Stützstruktur (10) nach Anspruch 1, wobei Öffnungen (13) am Verjüngungsbereich (12t) eine halbelliptische Form (61) aufweisen.

8. Stützstruktur (10) nach Anspruch 7, wobei die halbelliptische Form eine Exzentrizität (e) zwischen 0,90 und 0,99 aufweist.

9. Stützstruktur (10) nach Anspruch 7, wobei die halbelliptische Form eine Exzentrizität (e) zwischen 0,80 und 0,99 aufweist.

10. Stützstruktur (10) nach Anspruch 1, wobei:

a) eine Stelle, wo der mittige Abschnitt (12c) der Rippen (12) mit dem Verjüngungsbereich (12t) zusammen trifft, einen Verjüngungsbeginn (T_b) definiert;

b) eine geradlinige Distanz, parallel mit einer Mitte der Rippe (12), vom Verjüngungsbeginn (T_b) zum Stützrahmen (11), eine Verjüngungslänge (T_L) definiert;

c) eine Breit der Öffnung (13) am Verjüngungsbeginn (T_b) Breite (O_w) der Verjüngungsöffnung definiert; und

d) die Verjüngungslänge (T_L) geteilt durch die Breite (O_w) der Verjüngungsöffnung zwischen 1 und 3 beträgt.

11. Stützstruktur (10) nach Anspruch 10, wobei die Verjüngungslänge (T_L) geteilt durch die Breite (O_w) der Verjüngungsöffnung zwischen 1,4 und 2,2 beträgt.

12. Stützstruktur (10) nach Anspruch 1, wobei:

a) eine Stelle, wo der mittige Abschnitt (12c) der Rippen (12) mit dem Verjüngungsbereich (12t) zusammen trifft, einen Verjüngungsbeginn (T_b) definiert;

b) eine Rippenbreite am Verjüngungsbeginn (T_b) eine mittige Rippenbreite (W_c) definiert;

c) eine Rippenbreite an einer Verbindung der Rippe (12) mit dem Stützrahmen (11) eine Rippenbreite (Wj) der Verbindung definiert;

d) eine geradlinige Distanz, parallel mit einer mittigen Rippe (12), vom Verjüngungsbeginn (T_b) zum Stützrahmen (11) eine Verjüngungslänge (T_L) definiert; und

e) die mittige Rippenbreite (W_c), die Rippenbreite (Wj) der Verbindung, und die Verjüngungslänge (T_L) die folgende Gleichung erfüllen: 1 < Verjüngungslänge/Rippenbreite der Verjüngung -mittige Rippenbreite < 3.

13. Stützstruktur (10) nach Anspruch 12, wobei die mittige Rippenbreite (Wc), die Rippenbreite (W_j) der Verbindung und die Verjüngungslänge (T_L) folgende Gleichung erfüllen: 1,4 < Verjüngungslänge/Rippenbreite der Verbindung -mittiger Rippenbreite < 2.2.

14. Stützstruktur (10) nach Anspruch 1, wobei der mittige Abschnitt (12c) der Rippen (12) eine im Wesentlichen konstante Breite (W) aufweist.

15. Stützstruktur (10) nach Anspruch 1, wobei die Rippenbreite (W) kontinuierlich und sanft, ohne scharfe Winkel oder Wendepunkte, ab dem mittigen Abschnitt (12c) zum Stützrahmen (11).

16. Stützstruktur (10) für ein Röntgenfenster, wobei die Stützstruktur (10) umfasst:

a) einen Stützrahmen (11), eine(n) Umfang (Lippe) und eine Öffnung (11a) definiert;

b) eine Vielzahl von Rippen (12), die sich über die Öffnung (11a) des Stützrahmens (11) erstrecken und vom Stützrahmen (11) getragen werden;

c) Öffnungen (13) zwischen der Vielzahl von Rippen (12);

d) eine Rippenverjüngungsbereich (12t), der sich ab einem mittigen Abschnitt (12c) der Rippen (12) zum Stützrahmen (11) erstreckt;

e) den Verjüngungsbereich (12t), der ein nicht kreisförmiges, bogenförmiges Paar von Innenradien (33a- b) auf entgegengesetzten Seiten der Rippen (12) einschließt; und

f) wobei der Verjüngungsbereich (12t) eine Zunahme der Rippenbreite (W) vom mittigen Abschnitt (12c) zum Stützrahmen (11) einschließt;

wobei Öffnungen (13) am Verjüngungsbereich (12t) eine halbelliptische Form (61) aufweisen.

17. Stützstruktur (10) für ein Röntgenfenster, wobei die Stützstruktur (10) umfasst:

a) einen Stützrahmen (11), eine(n) Umfang (Lippe) und eine Öffnung (11a) definiert;

b) eine Vielzahl von Rippen (12), die sich über die Öffnung (11a) des Stützrahmens (11) erstrecken und vom Stützrahmen (11) getragen werden;

c) Öffnungen (13) zwischen der Vielzahl von Rippen (12);

d) eine Rippenverjüngungsbereich (12t), der sich ab einem mittigen Abschnitt (12c) der Rippen (12) zum Stützrahmen (11) erstreckt;

e) den Verjüngungsbereich (12t), der ein nicht kreisförmiges, bogenförmiges Paar von Innenradien (33a-b) auf entgegengesetzten Seiten der Rippen (12) einschließt;

f) wobei der Verjüngungsbereich (12t) eine Zunahme der Rippenbreite (W) vom mittigen Abschnitt (12c) zum Stützrahmen (11) einschließt;

g) eine Stelle, wo der mittige Abschnitt (12c) der Rippen (12) mit dem Verjüngungsbereich (12t) zusammen trifft, einen Verjüngungsbeginn (T_b) definiert;

h) wobei eine geradlinige Distanz, parallel mit einer Mitte der Rippe (12), vom Verjüngungsbeginn (T_b) zum Stützrahmen (11), eine Verjüngungslänge (T_L) definiert;

i) wobei eine Breit der Öffnung (13) am Verjüngungsbeginn (T_b) Breite (O_w) der Verjüngungsöffnung definiert; und

j) wobei die Verjüngungslänge (T_L) geteilt durch die Breite (O_w) der Verjüngungsöffnung zwischen 1 und 3 beträgt.

18. Stützstruktur (10) für ein Röntgenfenster, wobei die Stützstruktur (10) umfasst:

a) wobei ein Stützrahmen (11), eine(n) Umfang (Lippe) und eine Öffnung (11a) definiert;

b) wobei sich eine Vielzahl von Rippen (12) über die Öffnung (11a) des Stützrahmens (11) erstrecken und vom Stützrahmen (11) getragen werden;

c) Öffnungen (13) zwischen der Vielzahl von Rippen (12);

d) wobei sich ein Rippenverjüngungsbereich (12t) ab einem mittigen Abschnitt (12c) der Rippen (12) zum Stützrahmen (11) erstreckt;

e) wobei der Verjüngungsbereich (12t) ein nicht kreisförmiges, bogenförmiges Paar von Innenradien (33a- b) auf entgegengesetzten Seiten der Rippen (12) einschließt; und

f) wobei der Verjüngungsbereich (12t) eine Zunahme der Rippenbreite (W) vom mittigen Abschnitt (12c) zum Stützrahmen (11) einschließt;

wobei der mittige Abschnitt (12c) der Rippen (12) eine im Wesentlichen konstante Breite (W) aufweist.

Revendications

1. Une structure de support (10) pour une fenêtre à rayons X, la structure de support (10) comprenant :

a) un cadre de support (11) définissant un périmètre (11p) et une ouverture (11a) ;

b) une pluralité de nervures (12) s'étendant en travers de l'ouverture (11a) du cadre de support (11) et portées par le cadre de support (11) ;

c) des ouvertures (13) entre la pluralité de nervures (12) ;

d) une région de conicité (12t) des nervures, s'étendant depuis une partie centrale (12c) des nervures (12) jusqu'au cadre de support (11) ;

e) la région de conicité (12t) comprenant une paire de filets arqués, non circulaires (33a-b) sur des côtés opposés des nervures (12) ;

f) la région de conicité (12t) comprenant une augmentation de la largeur (W) des nervures depuis la partie centrale (12c) jusqu'au cadre de support (11) ;

g) un emplacement où la partie centrale (12c) des nervures (12) rencontre la région de conicité (12t) définit un début de conicité (T_b) ;

h) un rayon de courbure des filets (33) au niveau du début de conicité (T_b) définit un rayon central (R_c) ;

i) un rayon de courbure des filets au niveau d'une jonction des nervures (12) avec le cadre de support (11) définit un rayon de jonction (R_j) ; et

j) le rayon central (R_c) divisé par le rayon de jonction (R_j) est entre 10 et 100.

2. La structure de support (10) de la revendication 1, dans laquelle le cadre de support (11) et les nervures (12) comprennent un matériau composite de carbone comprenant des fibres de carbone noyées dans une matrice.

3. La structure de support (10) de la revendication 2, dans laquelle les fibres de carbone du composite de carbone sont sensiblement alignées avec les nervures (12).

4. La structure de support (10) de la revendication 2, dans laquelle les ouvertures (13), les nervures (12) et le cadre de support (11) ont été formés par ablation au laser d'une tranche de composite de carbone.

5. La structure de support (10) de la revendication 1, dans laquelle les nervures (12) comprennent du carbone, du composé à fibres de carbone, du silicium, du carbure de bore ou des combinaisons de ceux-ci.

6. La structure de support (10) de la revendication 1, dans laquelle les filets (13) comprennent un rayon de courbure supérieur plus près de la partie centrale (12c) des nervures (12) et un rayon de courbure inférieur vers le cadre de support (11).

7. La structure de support (10) de la revendication 1, dans laquelle des ouvertures (13) au niveau de la région de conicité (12t) ont une forme semi-elliptique (61).

8. La structure de support (10) de la revendication 7, dans laquelle la forme semi-elliptique a une excentricité (e) entre 0,90 et 0,99.

9. La structure de support (10) de la revendication 7, dans laquelle la forme semi-elliptique a une excentricité (e) entre 0,80 et 0,99.

10. La structure de support (10) de la revendication 1, dans laquelle:

a) un emplacement où la partie centrale (12c) des nervures (12) rencontre la région de conicité (12t) définit un début de conicité (T_b) ;

b) une distance en ligne droite, parallèle à un centre de la nervure (12), depuis le début de conicité (T_b) jusqu'au cadre de support (11) définit une longueur de conicité (T_L) ;

c) une largeur d'ouverture (13) au niveau du début de conicité (T_b) définit une largeur d'ouverture de conicité (O_w) ; et

d) la longueur de conicité (T_L) divisée par la largeur d'ouverture de conicité (O_w) est entre 1 et 3.

11. La structure de support (10) de la revendication 10, dans laquelle la longueur de conicité (T_L) divisée par la largeur d'ouverture de conicité (O_w) est entre 1,4 et 2,2.

12. La structure de support (10) de la revendication 1, dans laquelle :

a) un emplacement où la partie centrale (12c) des nervures (12) rencontre la région de conicité (12t) définit un début de conicité (T_b) ;

b) une largeur de nervures au niveau du début de conicité (T_b) définit une largeur de nervure centrale (W_c) ;

c) une largeur de nervure au niveau d'une jonction de la nervure (12) avec le cadre de support (11) définit une largeur de nervure de jonction (Wj) ;

d) une distance en ligne droite, parallèle à un centre de la nervure (12), depuis le début de conicité (T_b) jusqu'au cadre de support (11) définit une longueur de conicité (T_L) ; et

e) la largeur de nervure centrale (W_c), la largeur de nervure de jonction (Wj) et la longueur de conicité (T_L) satisfont l'équation: 1 < longueur de conicité / largeur de nervure à la jonction - largeur de nervure centrale < 3.

13. La structure de support (10) de la revendication 12, dans la largeur de nervure centrale (Wc), largeur de nervure de jonction (W_j) et la longueur de conicité (T_L) satisfont l'équation: 1,4 < longueur de conicité / largeur de nervure à la jonction - largeur de nervure centrale < 2,2.

14. La structure de support (10) de la revendication 1, dans laquelle la partie centrale (12c) des nervures (12) a une largeur sensiblement constante (W).

15. La structure de support (10) de la revendication 1, dans laquelle la largeur des nervures (W) augmente continuellement et régulièrement, sans angles aigus ni points d'inflexion, depuis la partie centrale (12c) jusqu'au cadre de support (11).

16. Une structure de support (10) pour une fenêtre à rayons X, la structure de support (10) comprenant :

a) un cadre de support (11) définissant un périmètre (11p) et une ouverture (11a) ;

b) une pluralité de nervures (12) s'étendant en travers de l'ouverture (11a) du cadre de support (11) et portées par le cadre de support (11) ;

c) des ouvertures (13) entre la pluralité de nervures (12) ;

d) une région de conicité (12t) des nervures, s'étendant depuis une partie centrale (12c) des nervures (12) jusqu'au cadre de support (11) ;

e) la région de conicité (12t) comprenant une paire de filets arqués, non circulaires (33a-b) sur des côtés opposés des nervures (12) ; et

f) la région de conicité (12t) comprenant une augmentation de la largeur (W) des nervures depuis la partie centrale (12c) jusqu'au cadre de support (11) ;

dans laquelle des ouvertures (13) au niveau de la région de conicité (12t) ont une forme semi-elliptique (61).

17. Une structure de support (10) pour une fenêtre à rayons X, la structure de support (10) comprenant :

a) un cadre de support (11) définissant un périmètre (11p) et une ouverture (11a) ;

b) une pluralité de nervures (12) s'étendant en travers de l'ouverture (11a) du cadre de support (11) et portées par le cadre de support (11) ;

c) des ouvertures (13) entre la pluralité de nervures (12) ;

d) une région de conicité (12t) des nervures, s'étendant depuis une partie centrale (12c) des nervures (12) jusqu'au cadre de support (11) ;

e) la région de conicité (12t) comprenant une paire de filets arqués, non circulaires (33a-b) sur des côtés opposés des nervures (12) ;

f) la région de conicité (12t) comprenant une augmentation de la largeur (W) des nervures depuis la partie centrale (12c) jusqu'au cadre de support (11) ;

g) un emplacement où la partie centrale (12c) des nervures (12) rencontre la région de conicité (12t) définit un début de conicité (Tb) ;

h) une distance en ligne droite, parallèle à un centre de la nervure (12), depuis le début de conicité (T_b) jusqu'au cadre de support (11) définit une longueur de conicité (T_L) ;

i) une largeur d'ouverture (13) au niveau du début de conicité (T_b) définit une largeur d'ouverture de conicité (O_w) ; et

j) la longueur de conicité (T_L) divisée par la largeur d'ouverture de conicité (O_w) est entre 1 et 3.

18. Une structure de support (10) pour une fenêtre à rayons X, la structure de support (10) comprenant :

a) un cadre de support (11) définissant un périmètre (11p) et une ouverture (11a) ;

b) une pluralité de nervures (12) s'étendant en travers de l'ouverture (11a) du cadre de support (11) et portées par le cadre de support (11) ;

c) des ouvertures (13) entre la pluralité de nervures (12) ;

d) une région de conicité (12t) des nervures, s'étendant depuis une partie centrale (12c) des nervures (12) jusqu'au cadre de support (11) ;

e) la région de conicité (12t) comprenant une paire de filets arqués, non circulaires (33a-b) sur des côtés opposés des nervures (12) ; et

f) la région de conicité (12t) comprenant une augmentation de la largeur des côtes (W) depuis la partie centrale (12c) jusqu'au cadre de support (11) ;

dans laquelle la partie centrale (12c) des nervures (12) a une largeur (W) sensiblement constante.

Drawing