Trong rơle thời gian kiểu đồng hồ, bộ phận động lực làm rơle hoạt động có thể là một cuộn lò xo lá (nh− dây cót trong đồng hồ cơ khí). Khi vặn lò xo cuộn chặt lại, lò xo đã đ−ợc nạp năng l−ợng. Do tính đàn hồi, khi lò xo xổ rảtở về trạng thái đầu, thì giả phóng năng l−ợng cơ làm rơle hoạt động. Bộ phận động lực có thể là một nam châm điện. Khi có tín hiệu điều khiển vào cuộn dây nam châm, phần ứng (nắp) nam châm đ−ợc hút về phía lõi nhờ lực hút điện từ sẽ kéo căng lò xo (hoặc làm nhả lò xo đã đ−ợc kéo hay nén sẵn) để rơle hoạt động.
Bộ phận tạo thời gian là hệ thống các bánh răng giảm tốc và cơ cấu cóc dao động. Cơ cấu cóc này có tác dụng làm các bánh răng chuyển động quay với tốc độ chậm và không thay đổi nh− ở đồng hồ cơ khí thông th−ờng, nhờ đó tạo đ−ợc thời gian trễ cho rơle.
Sơ đồ động học đơn giản của rơle thời gian kiểu đồng hồ dùng điện xoay chiều nh− ở hình 2.6a và một chiều ở hình 2.6b.
Mạch từ 1và nắp 2 làm bằng thép lá kĩ thuật điện dập ghép lại để giảm tổn hao trong lõi thép, đồng thời chế tạo đôn giản hơn. Cuộn dây 3 đặt ở trụ giứa của mạch từ. Nắp 2 với lò xo nhả 4. Một đầu tay đòn 5 của cơ cấu đồng hồ tì vào nắp 2 nhờ lò xo kéo 6. Khi nam châm điện cấp điện , nắp 2 đ−ợc hút xuống làm hệ thống bánh răng đồng hồ quay d−ới tác động lò xo kéo 6,dẫn đến tay quay 8 quay và sau một thời gian sẽ tác động lên hệ tiếp điểm 9. Nhờ quả lắc (dao động) và cơ cấu cóc 7, tốc độ quay của tay quay đ−ợc giảm xuống và không đổi, làm cho thời gian tác động của rơle đ−ợc kéo dài, độ chính xác và tính ổn dịnh làm việc đ−ợc tăng cao.
Điều chỉnh thời gian tác động của rơle bằng cách thay đổi góc quay ban đầu giữa tay quay 8 (hoặc cơ cấu cam) và hệ tiếp điểm 9.
Ngoài ra rơle còn có một hệ tiếp điểm tác động tức thời 10 (không trễ) đ−ợc đóng mở nhờ nắp nam châm điện .
Thời gian trễ của loại rơle kiểu đồng hồ trên đạt tới 20(s)± 0,1. Rơle làm việc ổn định, gần nh− không bị ảnh h−ởng, dao động của điện áp nguồn, tuổi thọ cao. Nếu dùng cho điện một chiều, chỉ cần nam châm điện là loại nam châm một chiều.
Một số loại rơle kiểu đồng hồ có bộ phận động lực loại cơ khí, dùng lò xo lá cuộn nh− đã nói trên, có thời gian trễ hơn: 6, 15, 30 và 60(phút). Ví dụ các rơle hẹn giờ ngắt trong một số đồ dùng điện nh− quạt, máy giặt, ổ cắm điện… Có loại rơleđ−ợc thay đòn quay 8 bằng cơ cấu nhiều bánh xe cầm để đóng mở nhiều tiếp điểm trong các thời điểm và thời gian trễ khác nha, dùng điều khiển thiết bị làm việc theo một ch−ơng trình đã định nh− máy giặt, máy rửa, máy ấp trứng… trong công nghiệp và sinh hoạt đời sồng.
Hình 2.6a Rơle thời gian kiểu đồng hồ