ためしにやってみたけど、普通にできましたよ。
子フレームが、親フレームと別ドメインにある場合はうまくいかないようなことをどっかで聞いた気がするけど。
そうでなければ別に原因があるのでは?
一応ソース貼っときますね。
■oyaframe.html
<html lang="ja">
<body>
<iframe id="koframe" src="koflame.html"></iframe>
<button onClick="alert(document.getElementById('koframe').contentWindow.document.all('kotxt').innerText);">push</button>
</body>
</html>
■koframe.html
<html lang="ja">
<body>
<form action="koflame2.html">
<textarea id="kotxt"></textarea>
<input type="submit">
</form>
</body>
</html>
■koframe2.html
<html lang="ja">
<body>
<form action="koflame.html">
<textarea id="kotxt"></textarea>
<input type="submit">
</form>
</body>
</html>