PMEG 12.3.6.12 gives a general rule, that "sen estas la malo de kun kaj iafoje la malo de per". For ke-frazoj Wennergren adds "sed normale oni intermetas helpan tio" and gives an example
Via patro neniam povis ekrigardi vin sen tio, ke li batus sin en la bruston kaj ĝemus [Rt40*]
(Your father can never look upon you without forging his chest and moaning. (my Google translation into English))
I think, that the logic goes the following way. Because sen means absence, lack i.e. the "tio" never happens, the subclause is imaginary i.e. use the us-modo.
Furthermore PMEG 33.2.3 lists some cases, where you can leave the "tio" out before an explaining subclause. These are
- por ke
- malgraŭ ke
- anstataŭ ke
- krom ke
- sen ke
Note, that it is not wrong to use "tio" with these. So
- Mi povas venki ion ajn sen (tio), ke vi min helpus.
Based on my native language I prefer without, but you may prefer otherwise.
*: Rt40 = La Rabistoj de Friedrich Schiller tradukis de L. L. Zamenhof, p. 40